АНИЗОТРОПНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ И АНАЛИЗА ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ 

Гришко Алексей Константинович, кандидат технических наук, доцент, кафедра конструирования
и производства радиоаппаратуры, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40),  alexey-grishko@rambler.ru
Горячев Николай Владимирович, кандидат технических наук, доцент, кафедра конструирования
и производства радиоаппаратуры, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), ra4foc@yandex.ru
Кочегаров Игорь Иванович, кандидат технических наук, доцент, кафедра конструирования
и производства радиоаппаратуры, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40),  kipra@mail.ru

 621.396

Актуальность и цели. Конструкции радиоэлектронных средств различного назначения, особенно бортовой аппаратуры, характеризуются высокой степенью и плотностью компоновки радиоизделий и блоков, что накладывает существенные ограничения на возможность отведения тепла в радиоэлектронных модулях путем вентиляции и конвекции. Наряду с этим приобретает большое значение кондуктивный путь отведения тепла, который предполагает применение систем обеспечения теплового режима, специальных теплопроводных материалов для заливки элементов радиоэлектронных конструкций. Целью данной работы является анализ возможных математических моделей процес сов теплообмена в радиоэлектронных модулях в виде аналитических решений.
Материалы и методы. Предлагается математическая модель системы анализа и обеспечения теплового режима в радиоэлектронных средствах и комплексах, имеющих форму квазиоднородного анизотропного параллелепипеда с разногабаритными стационарными объемными или плоскими источниками тепла, находящимися в окружающей условной среде с постоянной температурой.
Результаты. В результате такого подхода появляется возможность реализации следующих процедур: сложное пространственное распределение источников тепла заменить на более простые; многосоставные подсистемы, имеющие неоднородную структуру, заменить на квазиоднородные области с эффективными значениями теплофизических свойств; пространственное распределение величин, описывающее теплообменные процессы на границах областей, заменить на их средние значения.
Выводы. Предлагаемый прием позволяет существенно упростить математическое описание температурных полей и эти модели можно достаточно широко использовать для расчета, измерения, анализа теплового режима в радиоэлектронных модулях различных уровней иерархии конструкций радиоэлектронной аппаратуры, которые имеют высокую плотность компоновки изделий электронной техники.

Ключевые слова

математическая модель, система обеспечения теплового режима, конструктивно-функциональный модуль, радиоэлектронные средства, информационные технологии.

 Скачать статью в формате PDF

1. Дульнев, Г. Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре : учебник для вузов / Г. Н. Дульнев. – М. : Высшая школа, 1984. – 247 с.
2. ГОСТ РВ 20.39.304–2003. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам. – М. : Изд-во стандартов, 2003.
3. Гришко, А. К. Технология радиоэлектронных средств / А. К. Гришко. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2007. – 344 с.
4. Гришко, А. К. Системный анализ параметров и показателей качества многоуровневых конструкций радиоэлектронных средств / А. К. Гришко, Н. К. Юрков, Д. В. Артамонов, В. А. Канайкин // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. – 2014. – № 2 (26). – С. 77–84.
5. Зудов, А. Б. Интерфейсы на естественном языке как связь нейронных сетей с экспертными системами / А. Б. Зудов, А. К. Гришко // В мире научных открытий. – 2010. – № 5-1. –С. 119–122.
6. Горячев, Н. В. Автоматизированный выбор системы охлаждения теплонагруженных элементов радиоэлектронных средств / Н. В. Горячев, И. Д. Граб, К. С. Петелин, В. А. Трусов, И. И. Кочегаров, Н. К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. – 2013. – № 4. – С. 136–143.
7. Гришко, А. К. Динамическая оптимизация управления структурными элементами сложных систем / А. К. Гришко, Н. К. Юрков, Т. В. Жашкова // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. – 2015. – № 4 (26). – С. 134–141.
8. Гришко, А. К. Моделирование тепловых режимов в многоуровневых конструктивно функциональных модулях радиоэлектронных систем специального назначения / А. К. Гришко // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2012. – Т. 1. – С. 267–268.
9. Гусев, А. М. Структурно-разностный анализ элемента, включающего вершинную, негативную, позитивную и позитивно-контурную пары направлений / А. М. Гусев, Э. В. Лапшин, Г. Г. Беликов, И. Ю. Наумова, М. В. Горячев, А. К. Гришко // Международный студенческий вестник. – 2014. – № 3. – С. 7.
10. Гришко, А. К. Анализ моделей тепловых режимов в многоуровневых конструктивнофункциональных модулях радиоэлектронных систем специального назначения /
А. К. Гришко, В. Я. Баннов // Труды Международного симпозиума Надежность и качество, 2013. – Т. 1. – С. 180–181.
11. Гришко, А. К. Математическое моделирование системы обеспечения тепловых режимов конструктивно-функциональных модулей радиоэлектронных комплексов / А. К. Гришко, Н. В. Горячев, Н. К. Юрков // Проектирование и технология электронных средств. – 2015. – № 3. С. 27–31.
12. Кочегаров, И. И. Выбор оптимального варианта построения электронных средств / И. И. Кочегаров, Н. В. Горячев, А. К. Гришко // Вестник Пензенского государственного университета. – 2015. – № 2 (10). – С. 153–159.
13. Гришко, А. К. Динамический анализ и синтез оптимальной системы управления радиоэлектронными средствами / А. К. Гришко // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. – 2015. – № 4 (26). – С. 141–147.
14. Гришко, А. К. Оптимизация размещения элементов РЭС на основе многоуровневой геоинформационной модели / А. К. Гришко // Вестник Самарского государственного
технического университета. Сер. «Технические науки». – 2015. – № 3 (47). – С. 85–90.
15. Гришко, А. К. Алгоритм поддержки принятия решений в многокритериальных задачах оптимального выбора / А. К. Гришко // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2016. – № 1 (17). – С. 242–248.
16. Andreyev, P. The Temperature Influence on the Propagation Characteristics of the Signals in the Printed Conductors / P. Andreyev, A. Grishko, N. Yurkov // Modern problems of radio engineering, telecommunications, and computer science. Proceedings of the XIIIth International Conference TCSET’2016 February 23–26, 2016 Lviv-Slavsko, Ukraine. – Lviv- Slavsko, 2016. DOI:10.1109/TCSET.2016.7452063.
17. Management of Structural Components Complex Electronic Systems on the Basis of Adaptive Model / A. Grishko, N. Goryachev, I. Kochegarov, S. Brostilov, N. Yurkov // Modernproblems of radio engineering, telecommunications, and computer science. Proceedings of the XIIIth International Conference TCSET’2016 February 23–26, 2016 Lviv-Slavsko, Ukraine. – Lviv-Slavsko, 2016. DOI:10.1109/TCSET.2016.7452017.
18. Grishko, A. Adaptive Control of Functional Elements of Complex Radio Electronic Systems / A. Grishko, N. Goryachev, N. Yurkov // International Journal of Applied Engineering Research. – 2015. – Vol. 10, № 23. – P. 43842–43845.