МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕРМОТОКОВ НА ОСНОВЕ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕРМОЭДС ЧЕРЕЗ ИНТЕГРАЛ ПО ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ

В работе рассмотрена модель распределения тока в образце вольфрама и испаряемом веществе при нагреве поверхности электронным пучком. Модель основана на решении уравнений электродинамики и двухфазной задачи Стефана для расчета температуры в области образца в цилиндрической системе координат. На основе распределения температуры в расчетной области рассчитаны электрическое сопротивление и термоЭДС через интеграл по энергии электронов в каждом узле сетки. Конфигурация электромагнитного поля является причиной вращения вещества, которое наблюдается в эксперименте. Результаты проведенного моделирования показали роль термоэмиссии и пути развития модели. Параметры модели взяты из экспериментов на стенде Beam of Electrons for materials Test Applications (BETA), созданного в ИЯФ СО РАН.

In this paper current distribution model in the tungsten sample and vapor at surface under electron beam heat was considered. The model is based on the solutions of electrodynamic equations and the two-phase Stefan problem in cylindrical coordinates. Based on the temperature distribution in the computational domain, the electrical resistance and thermopower were calculated through the integral over the electron energy at each grid node. Current is considered as a possible source of rotation of matter, which is observed in experiment. The results of the simulation showed the role of thermal emission and the development path of the model. The model parameters are taken from the experiments on the Beam of Electrons for materials Test Applications (BETA) stand, created at the BINP SB RAS.