Журнал "Программная инженерия"
Теоретический и прикладной научно-технический журнал
ISSN 2220-3397

Номер 09 2025 год

DOI: 10.17587/prin.16.480-488
УДК: 004.272:004.94:533.735
Оптимизация расчетов термодиффузии с использованием теплового зеркала
М. Раад, аспирант, m.raad@hotmail.com, Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана

Представлен инновационный метод оптимизации расчетов термодиффузии в твердых телах с использованием концепции теплового зеркала и симметрии. Разработанный подход позволяет существенно сократить вычислительные затраты за счет применения алгоритма Делоне и метода конечных элементов для построения полигональных сетей и решения тепловых задач. Исследование демонстрирует, что учет симметрии геометрических форм и тепловых источников обеспечивает уменьшение объема вычислений в 2n раз (где n — число уровней симметрии) без потери точности. Практическая реализация метода в системе MFEMS подтвердила его эффективность — было достигнуто значительное сокращение времени построения сетки и ускорение расчетов термодиффузии. Ограничения метода включают: неидеальную симметрию реальных объектов, искажение температурных полей при асимметрии источников теплоты и высокую вычислительную сложность определения симметрии. Несмотря на это метод остается эффективным для систем с выраженной симметрией, обеспечивая оптимальный баланс между точностью и вычислительными затратами. Результаты работы имеют значительный потенциал для применения в проектировании теплообменных систем, где требуются высокоточные и ресурсоэффективные методы моделирования.

Ключевые слова: термодиффузия в твердых телах, тепловое зеркало, симметрия в теплофизических расчетах, оптимизация тепловых процессов, метод конечных элементов, Алгоритм Делоне, численное моделирование теплопередачи, вычислительная эффективность, анализ симметрии геометрии, теплообменные системы, теплопроводность, сокращение вычислительных затрат, повышение точности расчетов
Стр. 480—488
Ссылка для цитирования:
Раад М. Оптимизация расчетов термодиффузии с использованием теплового зеркала // Программная инженерия. 2025. Том 16, № 9. С. 480—488. DOI: 10.17587/prin.16.480-488.