【摘要】：為精確計(jì)算復(fù)合材料等效介電常數(shù),采用隨機(jī)分布模型,在對(duì)材料電性能本構(gòu)方程研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了兩相復(fù)合材料等效介電常數(shù)計(jì)算的體積加權(quán)平均算法(VWAM)。研究結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的算法計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定性較高。在復(fù)合材料組成相介電常數(shù)比值小于10時(shí),數(shù)值計(jì)算結(jié)果與理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合度非常高。在其比值大于10時(shí),所設(shè)計(jì)的算法適用于高介電常數(shù)組成相體積分?jǐn)?shù)較高情況。研究方法有望應(yīng)用于多相復(fù)合材料的相關(guān)等效電磁參數(shù)計(jì)算。研究結(jié)果為復(fù)合材料設(shè)計(jì)提供參考。
【圖文】：

－Ｎ型（Ｎ＝０，１，２，３）、彌散體型及隨機(jī)分布型等，這些模型應(yīng)用場(chǎng)合不同，計(jì)算精度也不同。本文建立１０×１０×１０大小的隨機(jī)分布模型，具有計(jì)算精度高、數(shù)值結(jié)果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合材料幾何模型的長(zhǎng)、寬、高均由１０個(gè)小立方體構(gòu)成，小立方體的邊長(zhǎng)為１ｍｍ。建模時(shí)，首先賦予這些結(jié)構(gòu)全部為連續(xù)相電磁參數(shù)。之后建立隨機(jī)數(shù)組，使之大小與分散相體積分?jǐn)?shù)相當(dāng)，再按隨機(jī)數(shù)組在幾何模型中選出相應(yīng)部分立方體，將之轉(zhuǎn)化為分散相。從而得到由連續(xù)相和分散相構(gòu)成的兩相復(fù)合材料的幾何模型。圖１所示為按不同體積分?jǐn)?shù)建立的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，圖中，ｆ２表示連續(xù)相體積分?jǐn)?shù)。圖１不同體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Ｆｉｇ１Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎ為與相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，連續(xù)相相對(duì)介電常數(shù)設(shè)為ε２＝４．２，分散相ε１＝１。為幾何模型劃分網(wǎng)格，單元種子大小設(shè)為０．５ｍｍ。網(wǎng)格劃分后，總單元數(shù)為８０００，總節(jié)點(diǎn)數(shù)為９２６１。設(shè)復(fù)合材料中的兩相材料為均勻介質(zhì)，且任一計(jì)算單元中均沒(méi)有自由電荷，則每一單元的電勢(shì)應(yīng)滿足Ｌａｐｌａｃｅ方程，即Δφ＝０。則對(duì)于任一單元來(lái)說(shuō)，其載荷和邊界條件均可由圖２表示。圖２中，該單元的前后表面承受了大小為φｉ＋１－φｉ的電勢(shì)差，，在４個(gè)側(cè)面上不存在電場(chǎng)的法向分量，即

本文編號(hào)：2573270