автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.16, диссертация на тему:Исследование и разработка моделей и методов теплофизического анализа и оптимального синтеза радиоэлектронных средств с воздушным охлаждением

Державний ун1верситет "Льв1вська пол1техн1ка"

На правах рукопнсу

А Т А М А Н О В А С-

1рина Вааодимир1вна

ДослЩження та розробка моделей 1 метод!в теплоф1эич-ного анал!зу та оптимального синтезу РЕЗ 8 пов1тряним охолодженням.

Спипальн1ст1?: Ой.12.10 - Технолог!я та виробництво засоб1в

рад1отехн!ки 1 телекомун1кац!й

АВТОРЕФЕРАТ лиоертацЦ на здобуття наукового ступени кандидата т-гхшчних наук

ЛьНв -

1МБ

- & -

Дисер?ац1ею в рукопис.

гоСоть. гааоваьз б Дгркааному ун1версктет1 '"ЛШвська пол1-технхка"

Науковий кергвник - кандидат техн1чних наук, доцент Яагурський Костянтин ¡ванович

ОфЩШй ОБОнентн:

1. Доктор техШчних каук, професор Коваль Волсдкмкр Олександрович.

.2. Кандидат ф1эико^иатематичних наук . Горечко Олександр Минолайович

Провгдна оргак!сад1я : Науково-досл1днлй проектний 1 ¡-¡статут

приладив автоыатичного регулювання та систем управлптя

"Промприлад" , м.Льв1в.

Захист в1дбудеться -г^/Р/УЛ* 1995 року о 14.00 ....

вас1данн1 спец1ал13овано1 вчено'1 ради Д 04.00.13 в Держав«-ун!версйтет1 "Льв1вська пол1техн1ка". 590013. м. Льыв. . вул. С.Бандери, 12.

3 дисертащею можна ознаиомитися в СЮлютеш Державного у«1-верситету "Льв1вська пол1техн1ка". £90013, м.Льв1в\ вул.Профмор-ська.1.

.Автореферат роэ1сланий 199Б року

Вчений секрегар спешал1зован(п ^ -

вчено! ради ¿¿/¿^Романишин ю.М.

загальна характеристика. ровсгги

AKmaxbsicm прсбжеми. Сучасн! рад!оелектронн! оасоби (PES) характеризуются роэширенням i ускладненням функд1онйль-них задач при одночасному зменшешй ыаси та гаварит!в, п!дви-mernú над!йност!. Зростання crvneai !нтеграц!1, гуотини компоновки гальмубться багатъиа факторами. одним а яких явллаться фактор теплових обыежень. Тому при створенн! рад1селе;ггронних засоб1в теплоф!зичноыу anaaiav та синтезу прид1лязтьса аначна-увага.

В тепер1шн!й час досл!дження теплових режим!в PES роэвива-втъся в капрямку створенвя метод i в тегшхЯвичного проеютвшшя. як1 бааушъся на широкому застосуванн! ЕШ. та розробки в!дпо-в i днях складов i х систем автомативованого проектування (САПР) на основi моделавання теплового режиму об'екта.

ТрудноаЦ, шр виншають при розв'язку цих задач, викликан1 великою pí3hom3híthíctd PES. ~цр проектувться. необх!дн1сти роегляду npoueoiB теплообм!ну в складних системах т!л та рухо-мих холодоагент!в, а також вишгами отрицания в результат! роа-paxvHKiB шформац!! про багатсшрн! просторов1 температуря! поля РЕЗ.

1снувч1 на сьогодн! математичн! модел! роаглядавть т! чи iraní аспекта npouecia теигооСы!ну в РЕЗ або засоСах аабезпечен^ яя теплових режим!в .(S3TP)» не враховточи 1х вззвмодИв та ввав-моэв'язок Mix тепдо<Ывичнши параметрами. Тому периочерговао е задача розробки (Манко-мзтематичних моделей пронес1в теплообзй-ну, •як1 дають можлив!стъ в комплекс! враховувати температуря!. теплой! эичн i параметри та характеристики РЕЗ i SSTP plssitx ступеней складност! i служать основав для проведения оптим1зац!й-яих процедур синтезу конструкц!й FE3 та параметр1в 33ТР.

Метою дано! робели е розробка моделей таметод1в . теплоф!-зичного анаНау 1 оптимального синтезу РЕЗ а пов!тряним охаюд- . хенвям. побудова методик i. роэв'язок на 1х основ! ваиач saSea-печення теплових ре«ш!в для р1эних р!вн!в конструктсрсъно! !в-papxll рез. Для досягнення поставлено! мети вир1шупт»ся шзтуо- -я! задач!: " ' • ,

- досл1дження метол !>» тешкхМвичного анах!зу 1 оппмааяо-

го синтезу PES та ЗЗТР хар1зннх р1внях конструкторсьвоТ lepap-xll; . "

- роз робка ф1ашк>-«агЕнзтичн№( моделей процес!в теплообм!-hv в РЕЗ ,як1 даотьич—ih н> проводит«. комплексне врахування

. . теиперахурних.тепаофйяншк иараметр!в РЕЗ 1 характеристик сис-теми пов1тряного нишщм иш та створення на ix осксб! методик i алгорятм1в теашф1|ИШ1,1 asaalav РЕЗ plsmoc ступеней склад-воот1;

■ ■ побудова оптш1аад1йиих. моделей, роэрабка методик та ал-горитм1в Tetuafciawaoro сштеау ковструкгявних р1шень РЕЗ 1 ЗЗТР;

- рогробка щищи—дч> та 1вформац1Аного авбегпечення роав'язку " задач тепоМагаого анал!ау 1 опишалъного синтезу ковструктивних piee» Ю:

- рогробка структур в1дсистеми тешюф1эйчиого проектувая- -яя РЕЗ. ' ■

Метами лосЛжшевь. Цм розв'язанн! поставлених зада» вино-ристовувались метадя сшяэвого asaiisv, поетапного моделован-ня» р!вшшкя махемангас! фгаики, теорП прийняття оптшахъних , рЮень, дшам1чного, дШваого та нелiniиного програмування.

Наукава новиааа онршвних в sucepmaall результатов полвгае в наспупиа*у:

- на основ! сасяемвого Шаходу та вэаемопогодження iepap-х1чно Шдпорадковаши задан розроблений комплекс уаагадьнених математичних моделей аиаптичного опису температурних пол1в PES pieraoc ступеней складаост!, як1 враховувть розоод1л дхерел теп-ловиа1ленкя. конструктив! 1 аеродинам!чн1 характеристики FE3. структуру i параметра систем примусового пов1тряного охолояжен-Ш;

- запропонован! частаив! оа-гематичя! модел1 для РЕЗ з прк-pOBHlM 1 примусовам шаагряним охолодяенням на р1аних pisnoc KOHCTpvKTopcbKO'i lEpatKil. як! встаиовлооть мавтжвязки Mix темперагурншш. теало»1аачни»ш. аеррдинам1чишя 1 конструктмв-яями параметра« PES i 3STP:

- розроблений аагарюм пошуку-регулярного квазюотшаою-го ро8м1юння джерел «ешк»ид1лення для РЕЗ, як< ьикорястовуоть систему природного жшИряного охолодженни.Ео базувться на пос-л!доьно-одиночному poaMfaPHHi а подальасп оптнтзашею методам адаптивного . перебору лакальних екстремум« е и л мнохмн! перестаг

- с -

йовок. по эабезпечув м1н1м1ваи1ю гракШн» пммрвурк в об'вы! коЙСТРУКЩI PES; . , ,

- створений алгоритм визваченвя шпшаьюгЬ ро8ао*1луво-tokIb теплоиос!я в каналах конструто11 РЕЗ.яюй воевало орри-матн вих1дну 1нформац1ю.для оптимального проектуванвя елеыевт!в . система пршуоово1 вевтиляШ;

Науков1 положения, во вшюскться ва звхист.

. 1. Магематичн! модел1 стайонаршн теоаових режим1в РЕЗ piBHKX р1вяей конструкторсько! iepapartl, ; ик1 врахували спосЮ та реям охалодження 1 вабевпечили ваавмгипгоджене визяаяення аеродииам1чннх. тешюф1вичних та темверагурннх параметр!в.

г. Чавашвеота модель, щр пов'яотв аерадинам!чн1 характеристики PES 1 ЗЗТР. ва основ! яко! воОгасвшшй алгоритм оптимального ровпод!лу поток!в тешюнос!я ькавалах конструкцИ.

3. Метвдоса та алгоритм ношпижп РЕЗ. як1 дали моии-в1сть зд1йснити оотшальняй синтез «швструкгавних р!тень з м1-я1м1зац!ею град!ввта температуря в об'см! ксяструкцИ.

Практична uliatictm робаги. Провеяев! досл1даення довволиля отримати наступи! ярактчв!. ревульта«:

- запрспонован! модел1 та метает темсф!8ичног6 анал!зу та оптимального синтезу конструигивни» pimem РЕЗ i ЗЗТР пол1пшили нкЮть результат!в проектаивя, сугтево знизшш часов! та ма-тер1альн! витрати на роэробку, п1двщци вад1йн!сть конструк-ц!й;

- роэроблен! методики 1 алгоритме авал1зу та оптимального синтезу реал!эовая1 у вигляд! програиого i 1н4юрмдц1 йнпго за-безпечення п!дсистеми автоыативацП темоф1вичвого проектування РЕЗ э пов1тряним охолодженням ва бав1 ПЕП1. яка забезпечила моиивЮТъ:

. - проводите анал!з стац!онарши тсмаерегурних пол!в р!шю-мая1тних' 1снуючих типових кояструкпИ РЕЗ в пов!тряниы охолод-яенням;

- вабезпечувати поставлен! вямога яо теоаових рпядцц шляхом оптим!заиП нояструктюпх парашщи!» FC3 та смелем окожэя-жеяяя;

- рвдиэовая! в ро0от1 в1дхои i ^д« нииииии n врахування те»тер»ургак. теолоф1пмшх 1 щидитИщ (г!д-

■ ро*жаи1чнхх> характеристик РЕВ 1 «аооб!» «вимчиоя мш реяим!» мсжут» сути ымооистаи! щя рмрайв! мши опшап-

- с - - .

naco теплоф1эичного проектування рад 1 ое лектронних засоб!в s íh-■ тю способами охояодження :' р1дизниыи, випаровувальними, тояр.

Р?ал1зад1я 1 впровадявивя ревулталйв робот. Дссл!дження" вигеонувалип» на кафедр! "Консгруввання i технология виробництва paflioanapav ;ри" Державного ун!верситегу "Льв1вська пол!техн1ка" в межах го6пдогов1рних роб1т в1дпов!дяо до' ц1льово! натко-BO-Text}i4HOÍ програми КНП-2000 та ~ програми Míhbvbv УкраТни "СтвореннйЛ роавиток-САПР та 1х п!дсистем". Матер!али дисерта-ail знайшш практачну реал18ац1ю при bhkohohhí i впровадженн1 "таких наукото-досд1дних роб!т :

- "Розробка моделей га алгсритшв тепло&зичного копструк-торського проектування електронно! апаратури на основ! баэових. неручих KOHCTpyKTHBiB". Госпдогов1р N 4478 в1д 01.11.86. Замов-ник Яьв1воький фЦгал Ки1вського НД1 г1дроприлад!в (N' ДР 018700018G7);

- "Розробка прог|5амного .комплексу для ав томатизованого розрахунку теплових режим!в вузл1в, блок!в та ctohkíb локахьвих систем4 управд!ння спец!ального технолог!чного обладнання". Госпдогов1р N 4839 в!д £0.02.89. Замовяик НВО "Авангард" м. Ле-н!нград (N ДР 0189 0015769);

- "Розробка програмного комплексу для автомативованого розрахунку теплових реюшв 1 оптимального вибору кснструктив-нхх- р1вень побутово! рад!оелектронно1 апаратури та П кошгонен-т!в". Гбспдогов1р N 5147 в1д 23.08.90. Замовник НД1 побутово!

' рав1о&вектронно) апаратури, м. Льв!в.

Суыарний економ!чний ефект в1д впроваджеиня результатов проведених po6iT п1дтверджуегься в1дпов1дними документами.

Матер!али дйсертац!йно! робота та роероблене на !х основ! ' програмне аабеапечення впровадаен! в учбовий прочее 'спеШаль-яоет! 23.03 Державного ун!верситегу "Льв1всъка imiTexHiKa" i використовуються в курсах легайй, в досл1дницьк!й робот! студенев, в курсовому, та дипломному проекту ванн!.

■ Апробация-робопи. Результата роботи допов!дались 1 оСгово-рювадись на i ' " ■

Всесоюзна науково-техн!чн1й конференцП "Розвиток i ввровадження ново! техц1ки". Горький.,1985р.;

Всесоюзному науково-техн!чкому сишюа!ум! "НалГинКТ! i AKicTb' в прижадобудуваннг тарад1оелектрои!ц!",6ревай. 1980р.: Всесовав1й парадi "Комплексна авто*ативац!я науково-тех-

" í ■

н!чних досл!дкень, проектування та техШчно! п!дготовки вироб-иицтва". Талл1нн. 1987р.;

- Всесоюзн1й науково-техи!чн1й конференцП '"Методи прогно-еування та над1йност1 PEA i ЕОА". Пенеа, 1988р.;

- Всесоозн1й нарад1-сем1нар1 "Роаробка i оптим1вац1я САПР I Г АЛ вироб1в електрснно! технИси на б ав1 високопродуктивних MiKpoi míhí ЕОМ". Воронеж, 1989р,;

- Всесоювн1й икол1-сем1нар1 "Д1агностика, над1йн1оть, не-руйнуючии контроль електроюшх пристроив ta систем",* Владивосток. 1990 р.;

- Всесоюэн1й науково-техн1чн1й конференцП "Методи i засоСи оШнки та п1двищення над!йност! прилад!в, пристро!в та систем". Пенза, 1990 р.;

- Всесоюзна науково-техн!чн1й конференцП "Методи í эасо-би оШнки та гпдвищення над1йност! прилад1в, пристроТв та систем", Пенза, 1993 р.;

- Науково-техн1чн1й конференцП "Машинне моделювання та вабеапечення вад1йност1 електронних пристро1в", Бердянськ, 1993 Р.;

- щор1чних науново-техн1чних конференц!ях професорсь-ко-викладацького складу Льв1всьгаго пол1техн!чного 1нституту у 1966 - 1993 p.p.

ПуОл1квц11 по робот!. За матер1алами дисертащйних досл1д-жень опубЛковано 15 наунових роб!т. У ВНТ1Ц вареестрован! 3 науково-техн1чних ав1ти .аа матер1адами науково-досл1дних ро01т, пов'яеаних 8 темою дисертацП.

Об'ем i структура робот. ДисертаЩя складаеться а ВСТУПУ. чотирьох роздШв, БИСН0ВК1В. списка використано! л1тератури (118 найменувань), ДОДАТКУ. Осковнкй bmíct роботи викладений на 1G7 CTopimcax машинописного тексту, 1люстрований 27 рисунками.

КОРОТКИЙ 3MICT РОБОТИ

У Bcmvni до дисертац1йно1 роботи оогрунтоваяа актуальн1сть пробами, мета 1 основн! задач1 досл!дження. сформульован! нов! наукой результаты та науков! положения. як1 вияосяться на ва-хист, вкаэаи i практична Baromiста та peaaieaul* ревулвтаПя

- fc) -

проведения доол!джень.

■ В пераШ глав! проведении анал!а конструктиених р1шень ра- ' д!оелектрокних eacofiiB. як! виконан! у базових несучих конструктах (БНК) гершого, другого та третього 1ерарх1чних р1вней. Освовною ознак1.1 форму вання структур р1аноман1тних БНК е принцип входдення едемент1В нижчого р1вня в елементи б1льш високого р1вня,якии забезпечуеться р1вними компоновочними р!шеннями. Проведений анал!з sacoOiB эабезпечення тегиоьих режим1в. Заува-жено, шр в основу унШкацП S3TP покладений иодульний принцип, peajiisauis якого приводить до дек!лькох мождивих альтернативних вар1шт1в схемного та конструктивного винонання ЗЗТР. в ав'язку а циивиникае задача оптимального синтезу коиструктивних р1вень як РЕЙ. так i ЗЗТР.

Розглянут1 icwmi методи анал1зу теплових режим!в РЕЗ., Оскгльки основним методом проектування s Слочно- iepapxi чний метод, то для анализу теплових режим!в РЕЗ використовувться метод поетапного моделювання, схема якого вит1кав is еагальних прин-цип1в системного аналгау та математично! теорП складних систем.

Проанал18ован1 1снуюч1 програмн! засоби автоматизованого тешюф!вичяого проектування. ' ВШначено. ар 1х основними недо-л!ками е BiscvTHiCTb системного п!дходу га взаемопогодження 1е-рархДчно п^дпорядкованих задач, ефективних засоб1в теплоф!зич-ного синтезу коиструктивних ршень та недостатньо рацгояальне 1Н(Ьормац1йне эабезпечення.

На основ! проведеного анализу поставлен! вимоги до мето-д!в, моделей та програмно-1нфоршц!йного забеапечення

метод анал!зу теплових режим!в. що використовувться. повинен забезпечувати моделювання темлературних пол!в конструкций РЕЗ, як! використовують систему. пов!тряного охолодження pis-них р!внях ионструкторсько! iepapxil: •

- математична модель npoueciB теплообмену РЕЗ, як! використовують систему примусового повiтряного.охолодження. повинна передбачати взаемопогодження теплоф1зичних i аеродинам^чних характеристик РЕЗ i ЗЗТР; 1

- програмно-1нформац!йне наповнення тдсистеми теплота зич-' ного яроекгування повинно забезпечувати оптимальнйй синтез

коиструктивних pimeia РЕЗ. як! використовують систему повгтря-ного охолодження на piaiwx р!внях конструкторсь'коI iepapxil;

- программ- 1нформац1йне эаСеэпечення поьинно функц!онува-ти як автономно так i у складi САПР РЕЗ.

У другШ главi розв'яаана задача моделювання тешгаф!аичних npoueciB та аная!эу температурних пол!в РЕЗ, як! використовують системи пов!тряного охолодкення на р1аних р1внях конструкторсь-Ko'i iepapxi'i. Основою для моделювання теплоф1вичних процес1в РЕЗ б аапропонована уэагальнена теплова модель, яка врахоЬув р!зн! засоби в!дводу тепла (природня.1 примусова вг—■гяц!я, кондукц!я, р1динне охолодження, теплов! труби, рад!атср* та 1н.) та передбачав дов1льне ро8м1щення дхерел та сток!в тейяа. Температурив поле нагр!то1 вони Ti (X, t) описуеться диференцГг альким р!внянням:

4- a,OOP!«,!) - Тг<Х,г)], X = x,v,£ э граничними умовами

= a12(X)(Tl(X,t)-T2(X,t)]+ а1с(Х)[Г1(Х,х)-Тс] + + aiT(X)[Ti(X;r) - Тт(Х)]+ qs(X).

Уэагальнена модель процеса тешгообм1ну дала моыив1сть роаробити теплов1 i математичн! модел! РЕЗ на р1аних р!внях конструкторсько! i epapxiI. Наприклад,математична модель процесу теплообм!ну стояка з поь1тряним охолодженням аапишеться у виг-ляд! системи р!внянь:

- Чг) + XCA-iG^.t = 2(СР)а_1СК*)Х;

Q ^ + alcq + ¿2аи(ц =

„ dtt ' Д . л ■

^ "Зт Х +■ - 4t) = Q:;

du^.-« п

~dГ " а»"2 с + - Ч) = Qn-li

Q + ста>с + EarJ(u, - ц) = Qr-

- 10 -

1врарх!чннй принцип поСудови об'вкПв проекгуважга вабез-печнв ыанивхсть ввести досл!дження до анал!гу дек!лькох ыоде-«ей, а саме, модел! в неупорядковаиим розташуванням елемент!в, модел! в упорядкованим ровташуванняы елемент!в та системи обо-денок. Необх!двою умовао в вимога. щэб ножен р1вень конструк-торсьно! lepapxll в1дпов!дав лише одн!й модел!.

Загахьна схема поетапного розрахунку вит!кав в в!домих принцип1в системного анал1ау та матеыатично! теорИ скдадних систем 1 розглядае процедури агрегування i декоыпогииП.

При атрегуванш проводиться укрупнения вих1дно! повно! ма-тем&тично! модел! для розрахунку усереднених характеристик. Процедура декошюзицП пов'явана г вид1ленням групи кощюнент!в is систею* i складашшм модел! для б!лыа детального анал!зу. При проведенн! декомпозицН на границ! вид!лено! п!дсистеми проводиться зам!на просторових рогпод1л1в локальних оначень температур навколишн1х т!л та теплоносПв обо теплових поток1в цих т!л усередненими гначеннями. Так . при вивначенн! темпе-ратщого поля fi (х, у, г, т ) 1-го т!ла зам!сть строгого зав-, дання граничних умов третього роду , як1 опиоуюгь його теапооб-м!н на граниЩ поверяй! Si.n з навкалмтми тглами J (J- l, 1)

ьикористовувались наближен1 значения умов виду

{ai Ж + ] ru= ?(< Я-ч > +<*« < Ъ >Х

в »них < Tj >, < Чи > - усереднен! на д1лянц1 границ! значения температур Tj та теплових поток!в qij:

п ¿ц

Ц1 усереднен! значения гуотини теплових поток!в i температур навколишн1х т!л вианачаються на попередньому етап1 моделювання.

Посл1довно розглядаочи модел! вс!х р!вней. проведено за- гальне моделювання складно! систем«. Вих!дними данши для моделювання ! досл1дження температурного поля PES ножного наступно-го р!вня в !нформац!я про його конструкц!ю та реэультати анад!-

- и -

эу температурного поля попереднього р!вня. Цей процео проводяв-оя, 1кчинавчи а останнього виадэго р!вня, де врахован1 80вя1ия1 впливи i дал!, в необх!дним ступеней детал1зац11, рояглядався процес теплообм1ну в окремих деталях. Crvnlia детал18вц11 вив-начал ася як складн!ся> конструкцП, так i необх!днсю точн1ств розрахунку. ..

На основ! эапропонованих моделей процес!в тепдообм1ну роа-роблен! методики та алгоритма роав'явку задач теплоф!зичного анал!8у PES а пов!тряним охолодженяям на вс!х р!внях ковструк-торсьноХ lepapxil бе в лопчного обмеження на к1льк!сть р1вн1в в ! врахуванням реалъних умов роботи як окремо, так ! у скхад1 РЕЗ б1лыв високого р1вня. Для РЕВ а примусовим пов!тряяш охолод-женням роароблена математачна модел* у вигляд1 сукупност1 р1в-яянь, яка пов'язув теплов1 ! аеродинам!чн! характеристики РЕЭ та ЗЗТР. ^

Б трепйй глав! роэглянут! оптим!зац1йн! процедури синтезу конструкц1й та параметр!в систем охолодження. Задача saöesne-чення оптимально теплоййзичних параметр!в нонструкц1й РЕЗ в!д-носиться до задач лрийняхтя оптимальних р!иень.При цьому врахо-вувався багатор1вневий характер пошуку р1вень, я кий вивначався конструкторською iepapxien РЕЗ. На основ! аяал1ву конструктив-яих pimeHb РЕЗ 1 процес!в теплообм!ну, пр прот1каить в них,сформульован! задач! оптимального синтезу, як' роэв'яэува-лисъ в процес! теплоф!алчного проектування. Математичн! Моделi температурного поля об'екту проектування послужили основою для побудови ц!льових функц!й оптим!аац!йних задач.

Сформульован! три задач1 оптимального синтезу: ■ 1. Для заданого характеру ! параметр!в роапд!лу потоку теплонос!я в каналах, як! забезлечуються конструкц!ею РЕЗ, ! з врахуванням потужност! джерел тепловид1лення вд!йснити таке posMineHHH джерел тепла в РЕЗ. яке забе8печув MiHiMiaaflin виб-раного критерия оптимадьност!. В якост1 критер!я оптимальност!, виб1р якого залежив в!д конкретно! задач1, виступали наступи! фуккц!!: il(zbzb...,zj = Т;

f:(2bz2r..,2n) = mpT;;

- 12 -

де Т - се редне значения температуря елемент!в: Т4 - температура поверхн1 1-го елемента: К - ваг&ньна к!льк!сть елементхв в систем!: 1\ - вектор координат розм!дення.

При постанови! оптим!еац1йно1 задач! накладалися обмеження на характер температурного поля 1 на розм!щення джерел тепдови-д!лення в об'ем! конструкцП РЕЗ.

Для роав'яаку оптим!вац!йно1 задач! роароблений алгоритм пошуку регулярного розм!щення джерел теиовид! дення, я кий Сазу-еться на поел!довно-одиночному рогм!щенн1 з подальтсю оптим!за- . ц!ею методом адаптивного перебору яокадьних екстремум!в на множив! перестановок i забеепечив uiaiuiaeiiiia критер!я оптимальность

Були роав'яаан! чаетков! задач! оптимального рогм!пенни джерел тепловид!*ення, ц!льов1 фувгаШ яких визначалися конк-ретннми конструктивними р!шеннями та вимогами. як! Сули поставлен! до теплового режиму РЕЗ.

Оск!льки конструкц!я РЕЗ представляв собою складне iepap-х!чне утворення, задача оптимального синтезу розв'язувалась на кожному piBHi нонструкторсько! iepapxii. Враховуючи. шр до I складу РЕЗ входить велика к1льк1сть дискретних джерел тепла, за перший р!вень детал1вацП прийиався етап розм!кення "нед!лимих" джерел.' Наступи! р!вн! детал1аац11 системи - м!стиди елементи. як! були синтевован! на попередн!х р1внях ! представляли собою, в свою чергу,, джерела тепла. Р!вн! детал1зацП взаемопов'яван! м!жр!вневими прямими 1 вворотн!ми вв'явками.

2. При авданому вар!ант! рогм1щення джерел тепла 1 а вра-хуванням 1х потужност! внзначитн такий розпод!л теплонос!я в каналах конструкцп РЕЗ. який вабевпечуе м!н!мальне значения -ц1льово! функцП, яка задана у вигадд1: '

fi(Oi,02,...,GB)=t;- .

mGj.....GJ^J.MZi)-^;

fj(Gi,G;.....Ga) = niaxt^(z)

- 13 - -

де t*y(Z) - усереднена температура то осях X та Y; '

t - середньооб'еына температура;

Gi - виграти теплонос!я через 1-ту зону РЕЗ;

п - к1льк1сть зон газ.

Задача оптим1зац!1 в тек!й постанови! в батальною задачею нел!н1йного.програмування. Виб!р ц!льово! функцП виэначався конкретною конструкЩ ею РЕЗ та вимогами до теплового режиму та аеродинам!чним параметрам ЗЗТР. При визначенн! розпод!лу тепЛо-носгя по каналах 1 його температуря на виход! в них враховував-ся вплив динам1чного напору i п1дм!шування пов!тря в сус!дн1х канал!в попереднього блоку.

Для розв'яэку itfel задач! використовувався метод найшвид-Kimoro спуску.

Отриманий розгкщл служить вих!дною 1нформац1еп для р!шен-ня задач! оптимального проектування елемент1в системи примусо-Bo'i вентиляцИ.

3. При эаданому вар!ант1 розм!щення джерел тепла 1 в вра-хувакиям потужност! джерел тепловщЦлення виввачитя м1н1мальн! витрати пов1тря

2 G: -> min

при обмеженнях ti <ti доп. на значения температур. М1н!м1вац1я . ц1льово'1 функцП зд1йснювалась методом найшвидк!шого спуску.

В четвертая глав! представлена структура п!дсистеми Ъепяо-ф1эичного проектування РЕЗ, яка базуеться на розроблених методах та моделях i забезпечила:

- посл!довну автоматизацию вс1х основних етап!ванал!зу 1 теплофгзичного синтезу конструктивних pimeHb РЕЗ i ЗЗТР;

- можлив!сть роэв'язку задач моделювання i анад1зу тепло-вих режим1в РЕЗ на р1зних р1внях конструкторсько! iepapxil, як! ьикористовують системи пов!тряно?о охолодження;

- розв'язок задач оптимального теплоф!зичного синтезу конструктивних р1шень РЕЗ 1 ЗЗТР:

- 1нформац1йний взаемозв'язок з системою стандарт!в ! до-si дникових даних. з 1ншими п1лсистемами САПР;

■ - роботу програмно-1нфориац! йного забезпечення як автономно. так i у склаЩ САПР. 1 ,

Структура гЛдсистеми • т&шюф1 зичного проектування РЕЗ характерна лля САПР i складаетъся э чотирьох взавмопоб'яевних та

вэабмодгкчих блок 1ь :

- блок формуьаиня вих!дних даних (ВФВЛ);

- блок обробки вих!диих даних (БОВД); процедурная блок (ПБ);

- блок анал1ау 1 документування реаудьтат!ь (БАДР).

ФункШональке наповнення п!дсистеми мае модуль ну структуру,-

шр аабезпечило його гкучк!сть та ун!версальн!стъ. в нього вхз-дять:

- програмний модуль розрахунку стад!онарних теплових режи-м!в РЕЗ третього р!вня;

- програмний модуль розрахунку стадЮнарних теплових режи-м!в РЕЗ другого структурного р!вня при природньому пов1тряному охолодкенмо;

- йрограший модуль розрахунку стадЮнарних теплових режимов РЕЗ другого структурного р1вня при примусовому пов!тряному охолодженн!;

- програмний модуль розрахунку аеродинам!чних та геомет-ричних паршетр!в горизонталь них оов!тревод1в;

- програмний модуль роврахуику аеродинш!чних та геомет-рнчних параметр!в вертикальних пов1тревод1в;

- програмя1 модул! роёв'яаку оптим!ваи!йиих задач.

Кояший програмний модуль мае складну структуру i складав-

ться а д£к!льнох п!дпрограм. PiaHi модул! можуть мати вагальн! п!дпрограми. В flKOcri п!дпрограми одного модуля може використо-вуватись Immft модуль ц!дком.

Результати роврахуику теплових режиы1в а ПБ передаоться в четвертой блок Шхсистеми. де 8д1йсиюеться анал!з 1 документу-ваякя результат!ь.

. 1нформац1йка п!дтримка Шдсистеми тешюф1аичного проекту-вакня вд!йсиовться ва допомогсю докалышх б!0л1отек даних, як! подИяються на тимчазов! та оост1йя!. Тшчасов! б!бл!отеки ви-мормстовуоться для эбер!гання нестац!онарно1 1нформац11. Пос-titai 01бл1отеки прианачен! для вбер!гання сташокарно! !нфор-мац11 i до 1х складу входить •.

- б!бд!отека конструкторсько-технолог1чних р!векь РЕЗ:

- б1бл1отека програм aaaxisv теплових режш!в:

- б1йл!отека оптмйаатйних'арогрш;

- б!бл1отека а даням систем охолодження-.

- 1иформац1йио-дов!дююова б1бл1отека.

- ,19 -

Atananova I.V. The research and elaborate of mode 1з and methods of the thermal-physical analysis and the optical synthssis cf tho radio-electronic means with the air cooling. The dissertation directs on the achievement of the scientist deiTca cf a bcc-.alcr of the technical science cf the science of the speciality 05.12.10 - Technology and production radlotechnique device and telecommunication. State university "Lvivska politechnika", Lviv,199C.

The IS scientific papers will be protecting .they contained theoretic investigations .dedicated to the elaboration of nethods of the thermal-physical analysis and the optimal synthesis of the construction decisions of radioelectronic, means and the means of the ensuring a thermal regimes with the use of the suggesting models' and the algoritms that cen carry out a complex calculation and a connection between "temperatures , thermal-physicals and aerodynamics characteristics radioelectronic neans .that using; the system'of the air cooling. .

Атаманова И.В.Исследование и разработка моделей и методов теплофизического анализа и оптимального синтеза радиоэлектронных средств с воздушным охлаждением.Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук .по специальности 05.12.10-Технология и производство средств радиотехники к телекоммуникаций. Государственный университет "Львовская политехника",Львов.1996. , -

Запишется 1С научных работ .которые содержат теоретические исследования ,посвященные разработке методов теплофизического анали&а и оптимального синтеза конструктивных решений радиоэлектронных средств и средств обеспечения тепловых режимов с ис-.пользованием предложенных моделей и алгоритмов .которые дают > возможность осуществить комплексный учет и взаимоувязку температурных- .теплофизических и аэродинамических характеристик РЭС .использующих систему воздушного охлаждения;

Осуществлено промышленное внедрение во Львовском филиале -Киевского НйК гидроприборов, НПО "Авангард" г.Санкт-Петербург, ль ею вс ком шй БРЭА.

Ключоbi с/юьл: рад1о~лектронн1 эасоби, математичяа модель, тгплоф1ьичн1.температуря! -та аеродинам!чн1 параметр».