📄Работа №93068
Тема: ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ 3-D МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВ-СИНТЕЗА В ГЕТЕРОГЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ СИСТЕМАХ
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
электротехника
Объем:
60 листов
Год:
2017
Просмотров:
215
4915
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ ГОРЕНИЯ ПРОЦЕССА СВ-СИНТЕЗА 6
1.1. О самораспространяющемся высокотемпературном синтезе 6
1.2. Математические методы моделирования СВС 13
1.3. Сеточные методы решения дифференциальных уравнений 14
1.4. Разностные схемы 16
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 18
2.1. Комбинированная математическая модель уравнений теплопроводности и
кинетики 18
2.2. Неявная схема двуциклического расщепления на основе схемы Кранка-
Николсона 22
2.3 Параллельная реализация схемы двуциклического расщепления 25
2.4. Адаптация метода прогонки для решения уравнения теплопроводности 29
2.5. Структурный анализ программного продукта 30
ГЛАВА 3 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА И ТЕСТИРОВАНИЕ .... 33
3.1. Выбор средств разработки 33
3.2. Структура программного комплекса 34
3.2.1. Структура взаимодействия программных модулей 34
3.2.2. Реализация расчетных модулей 34
3.2.3. Реализация модуля работы с файлами 39
3.2.4. Реализация модуля визуализации 42
3.3. Обзор возможностей программного комплекса 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ 56
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ ГОРЕНИЯ ПРОЦЕССА СВ-СИНТЕЗА 6
1.1. О самораспространяющемся высокотемпературном синтезе 6
1.2. Математические методы моделирования СВС 13
1.3. Сеточные методы решения дифференциальных уравнений 14
1.4. Разностные схемы 16
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 18
2.1. Комбинированная математическая модель уравнений теплопроводности и
кинетики 18
2.2. Неявная схема двуциклического расщепления на основе схемы Кранка-
Николсона 22
2.3 Параллельная реализация схемы двуциклического расщепления 25
2.4. Адаптация метода прогонки для решения уравнения теплопроводности 29
2.5. Структурный анализ программного продукта 30
ГЛАВА 3 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА И ТЕСТИРОВАНИЕ .... 33
3.1. Выбор средств разработки 33
3.2. Структура программного комплекса 34
3.2.1. Структура взаимодействия программных модулей 34
3.2.2. Реализация расчетных модулей 34
3.2.3. Реализация модуля работы с файлами 39
3.2.4. Реализация модуля визуализации 42
3.3. Обзор возможностей программного комплекса 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ 56
📖 Введение
Стремительное развитие науки и техники делает возможным создание материалов с особыми, зачастую уникальными свойствами такими как заданная внутренняя структура материала, соединения с низкими температурами плавления, соединения, обладающие высокой прочностью и жаростойкостью.
Большими возможностями для создания такого рода материалов обладает самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС). Изучение процессов горения занимает особое место среди разнообразных направлений физической химии. СВС представляет собой режим протекания сильной экзотермической реакции, в котором тепловыделение локализовано в слое и передается от слоя к слою путем теплопередачи.
В основу СВС положен принцип максимального использования химической энергии реагирующих веществ, для получения неорганических соединений, материалов и изделий различного назначения, а также для оптимальной организации высокоэффективных технологических процессов.
Продукты СВС получили широкое распространение в современном мире. Они используются для производства:
- твердых сплавов и абразивов, высокотемпературной конструкционной и жаростойкой керамики;
- материалов для электроники и электротехники и современных сверхпроводящих материалов;
- коррозионно-стойких защитных и износостойких покрытий;
- катализаторов в химической промышленности;
- материалов с памятью формы для медицины.
Для того, чтобы понять каким образом возможно осуществлять контроль над реакцией СВ-синтеза, определить оптимальные условия ее протекания и понять возможности практического применения, процесс и продукты СВС подвергаются экспериментальным исследованиям. Этот метод исследования требует наличия квалифицированных сотрудников, дорогостоящего оборудования и материалов.
Иным методом изучения является вычислительный эксперимент. Современные численные методы решения нелинейных задач на ЭВМ позволяют накапливать сведения о нелинейных процессах, что, в свою очередь, является мощным стимулом для создания новых математических методов и выработки понятий адекватных миру нелинейных явлений.
Можно рассмотреть СВС-систему как гетерогенную среду, построить математическую модель, определяемую дифференциальным уравнением теплопроводности, функцией внутренних источников тепловыделения, уравнением теплообмена с внешней средой. Численное решение полученной системы позволит получить информацию о:
- фронте горения;
- принципе распространения волны горения в СВС-образце;
- полученных продуктах СВ-синтеза.
А использование параллельного программирования, в связи с большим объемом вычислений в расчетах, позволит осуществить более эффективное моделирование процесса СВ-синтеза.
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является разработка программного комплекса для трехмерного моделирования процесса СВ-синтеза в гетерогенных порошковых системах.
Большими возможностями для создания такого рода материалов обладает самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС). Изучение процессов горения занимает особое место среди разнообразных направлений физической химии. СВС представляет собой режим протекания сильной экзотермической реакции, в котором тепловыделение локализовано в слое и передается от слоя к слою путем теплопередачи.
В основу СВС положен принцип максимального использования химической энергии реагирующих веществ, для получения неорганических соединений, материалов и изделий различного назначения, а также для оптимальной организации высокоэффективных технологических процессов.
Продукты СВС получили широкое распространение в современном мире. Они используются для производства:
- твердых сплавов и абразивов, высокотемпературной конструкционной и жаростойкой керамики;
- материалов для электроники и электротехники и современных сверхпроводящих материалов;
- коррозионно-стойких защитных и износостойких покрытий;
- катализаторов в химической промышленности;
- материалов с памятью формы для медицины.
Для того, чтобы понять каким образом возможно осуществлять контроль над реакцией СВ-синтеза, определить оптимальные условия ее протекания и понять возможности практического применения, процесс и продукты СВС подвергаются экспериментальным исследованиям. Этот метод исследования требует наличия квалифицированных сотрудников, дорогостоящего оборудования и материалов.
Иным методом изучения является вычислительный эксперимент. Современные численные методы решения нелинейных задач на ЭВМ позволяют накапливать сведения о нелинейных процессах, что, в свою очередь, является мощным стимулом для создания новых математических методов и выработки понятий адекватных миру нелинейных явлений.
Можно рассмотреть СВС-систему как гетерогенную среду, построить математическую модель, определяемую дифференциальным уравнением теплопроводности, функцией внутренних источников тепловыделения, уравнением теплообмена с внешней средой. Численное решение полученной системы позволит получить информацию о:
- фронте горения;
- принципе распространения волны горения в СВС-образце;
- полученных продуктах СВ-синтеза.
А использование параллельного программирования, в связи с большим объемом вычислений в расчетах, позволит осуществить более эффективное моделирование процесса СВ-синтеза.
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является разработка программного комплекса для трехмерного моделирования процесса СВ-синтеза в гетерогенных порошковых системах.
✅ Заключение
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы был изучен процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Произведен обзор и анализ научной литературы и публикаций по теме дипломного проекта. Изучены физико-химические основы механизма протекания процесса СВ-синтеза в гетерогенных порошковых системах, методы решения уравнений в частных производных (уравнения теплопроводности).
В результате выполнения дипломного проекта был спроектирован, разработан и протестирован программный комплекс для трехмерного моделирования СВ-синтеза гетерогенной системы.
Расчетный модуль позволяет корректно производить процесс моделирования СВ-синтеза. Разработано и реализовано несколько видов записи в файл: бинарный и файл формата *.csv, в котором содержатся средние значения результатов моделирования для исключения монотонной работы анализа результатов моделирования.
Реализованы модули визуализации, как промежуточных результатов, так и конечных, что существенно упрощает анализ полученных данных после моделирования.
Тестирование программного комплекса показало, что значения температуры СВС - образца полученные результате моделирования согласуются с результатами лабораторных экспериментов, приведенных в научных публикациях. Следовательно, можно сделать вывод о корректной работе программного комплекса для трехмерного моделирования процесса СВ-синтеза гетерогенной системы.
В заключении можно сделать вывод, что все проставленные цели и задачи выполнения выпускной квалификационной работы выполнены.
В результате выполнения дипломного проекта был спроектирован, разработан и протестирован программный комплекс для трехмерного моделирования СВ-синтеза гетерогенной системы.
Расчетный модуль позволяет корректно производить процесс моделирования СВ-синтеза. Разработано и реализовано несколько видов записи в файл: бинарный и файл формата *.csv, в котором содержатся средние значения результатов моделирования для исключения монотонной работы анализа результатов моделирования.
Реализованы модули визуализации, как промежуточных результатов, так и конечных, что существенно упрощает анализ полученных данных после моделирования.
Тестирование программного комплекса показало, что значения температуры СВС - образца полученные результате моделирования согласуются с результатами лабораторных экспериментов, приведенных в научных публикациях. Следовательно, можно сделать вывод о корректной работе программного комплекса для трехмерного моделирования процесса СВ-синтеза гетерогенной системы.
В заключении можно сделать вывод, что все проставленные цели и задачи выполнения выпускной квалификационной работы выполнены.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.