Навчальний посібник / В.А. Ващенко, В.С. Антонюк, Г.С. Тимчик, І.В. Яценко, М.О. Бондаренко, О.В. Кириченко, М.П. Рудь. — Київ: Наукова думка, 2012. — 410 с.В навчальному посібнику систематизовані та викладені елементи векторного та тензорного аналізу, а також основи теорії теплоперенесення в різних середовищах, які знайшли широке застосування в оптичному приладобудуванні. Розглянуті основні аналітичні методи розв‘язку задач теплопровідності для необмежених, напівобмежених та обмежених середовищ. Наведені результати практичного використання методів теорії теплопровідності при розробці сучасних нанотехнологій електронної обробки оптичних матеріалів та експлуатації елементів приладобудування на їх основі: особливості термічної дії потоку електронів на оптичні матеріали, нормативні вимоги до якості оптичних виробів і сучасне електротехнічне обладнання для їхньої поверхневої електронної обробки; моделювання та розрахунків впливу керованих параметрів стрічкового електронного потоку на температурні поля в оброблюваних оптичних матеріалах; моделювання та розрахунків термонапруженого стану поверхні виробів, що працюють в діапазоні інфрачервоного випромінювання.
Для студентів, магістрів та аспірантів технічних спеціальностей вищих закладів освіти України, які вивчають застосування методів теорії теплоперенесення в інженерно-технічних задачах оптичного приладобудування. Навчальний посібник може бути корисним науковим співробітникам та інженерам, що займаються проблемами обробки матеріалів оптичного приладобудування концентрованими потоками енергії, а також фахівцям в області аерогазодинаміки та теорії теплопровідності.Передмова
Елементи векторного та тензорного аналізу
Скалярне поле. Похідна за напрямом. Градієнт
Векторне поле. Потік векторного поля. Дивергенція
Теорема Гаусса-Остроградського
Циркуляція векторного поля. Ротор
Теорема Стокса
Диференціальні операції над скалярними та векторними полями
Основні уявлення про тензор
Тензорна алгебра та властивості тензорів
Основи тензорного аналізу
Контрольні питання та завдання
Основи теорії теплоперенесення в різних середовищах
Види передачі тепла. Теплопровідність твердих тіл, рідин та газів
Основні поняття та визначення теорії теплопровідності
Диференціальне рівняння теплопровідності для нерухомих тіл
Диференціальне рівняння теплопровідності з рухомим джерелом теплової дії
Диференціальне рівняння теплопровідності в деформованому твердому тілі
Диференціальне рівняння теплопровідності для анізотропних твердих тіл
Постановка крайових задач теорії теплопровідності
Граничні умови I - IV родів
Класифікація крайових задач та методів їх розв‘язку
Контрольні питання та завдання
Основи конвекційного теплообміну
Основні поняття та визначення
Рівняння конвекційного перенесення
Основи теплообміну при обтіканні газовим потоком поверхні твердого тіла
Зв‘язані задачі конвекційного теплообміну між газовим потоком та стінкою
Теплообмін при перебігу газів з великими швидкостями
Контрольні питання та завдання
Розв‘язок задач теплопровідності методами інтегральних перетворень Фур‘є, методом розділення змінних та методом розкладу за власними функціями
Розв‘язок одновимірних задач теплопровідності для необмежених та напівобмежених тіл методами інтегральних перетворень Фур‘є
Розв‘язок двох- та трьохвимірних задач теплопровідності методами інтегральних перетворень Фур‘є та розділення змінних
Розв‘язок двохвимірних задач теплопровідності
Розв‘язок трьохвимірних задач теплопровідності
Математична модель процесу нагрівання тонкої пластини великих розмірів
Математична модель процесу нагрівання прямокутного бруска великої товщини
Математична модель процесу нагрівання прямокутного бруска малої товщини
Математична модель процесу нагрівання прямокутного елементу великої товщини
Математична модель процесу нагрівання прямокутного елементу малої товщини
Розрахунки впливу параметрів стрічкового електронного потоку на температурні поля в елементах із оптичного скла та кераміки, вибір граничних режимів нагрівання, зіставлення їх з експериментальними даними
Математичне моделювання термопружних напружень в оптичних елементах
Математична модель термопружних напружень в оптичних пластинах
Розрахунки впливу параметрів стрічкового електронного потоку на розподіл термопружних напружень в елементах із оптичної кераміки, вибір граничних режимів поверхневого термічного зміцнення, зіставлення їх з експериментальними даними
Математичне моделювання процесу поверхневого оплавлення оптичних пластин та прямокутних елементів із оптичного скла
Математична модель процесу оплавлення оптичних пластин
Математична модель процесу оплавлення оптичних прямокутних елементів
Розрахунки впливу параметрів стрічкового електронного потоку на швидкість та глибину оплавлення елементів із оптичного скла, вибір граничних режимів поверхневого оплавлення, зіставлення їх з експериментальними даними
Контрольні питання та завдання
Методи розрахунків нагрівання поверхні виробів з оптичних матеріалів при їхньому надзвуковому обдуванні потоком повітря
Термогазодинамічні процеси на поверхні пластини при її надзвуковому обдуванні потоком повітря
Процеси нагрівання пластини при заданому зовнішньому тепловому потоці з граничного шару
Розрахунки термопружних напружень та визначення критичних умов екстремальних термічних дій на поверхню пластини
Термогазодинамічні процеси на поверхні напівсферичного обтічника при його надзвуковому обдуванні потоком повітря
Математичне моделювання нагрівання напівсферичного обтічника при заданому зовнішньому тепловому потоці з граничного шару
Розрахунок термопружних напружень та визначення критичних умов екстремальних термічних дій на поверхню обтічника
Контрольні питання та завдання
Глосарій
Список літератури
Додатки
