基于ADI-FDTD的微波加熱模型研究.pdf

1、由于普遍存在介電損耗，材料在微波場中會受熱升溫，而高溫對很多微波系統(tǒng)的工作可靠性和效率都有較大影響，例如微波燒結(jié)以及各類微波器件的發(fā)熱等都屬于這類問題。無論對于利用微波加熱的系統(tǒng)還是避免這種熱效應的系統(tǒng)，了解微波加熱的機理以及受熱介質(zhì)內(nèi)部溫度的分布及其變化規(guī)律是非常必要的。
　　 要掌握介質(zhì)內(nèi)部溫度場的分布光靠反復的試驗是遠遠不夠的，而且事實上材料內(nèi)部的溫度分布也很難通過試驗的方法得到。因此，為了分析微波作用于材料時的加熱效應，

2、我們通過將電磁理論與傳熱學相結(jié)合，建立了統(tǒng)一的微波-熱模型。利用該模型可對介電材料受熱的非線性過程進行數(shù)值模擬，得到其溫度分布規(guī)律和變化的時域過程。從而用以指導微波加熱或高頻電子系統(tǒng)的優(yōu)化設計，使之能夠達到預期的要求，以減少實際工作中的盲目性，減少人力和物力的投入。也可通過改變相關參數(shù)，用以研究不同參數(shù)對介質(zhì)受熱的影響。這樣的工作無論對工業(yè)生產(chǎn)還是科學研究都具有重要的現(xiàn)實意義，其模擬和分析方法在微波加熱技術(shù)等相關的領域有著廣泛的應用和發(fā)

3、展前景。
　　 本文工作主要包括以下四個方面：
　　 1、建立了基于ADI-FDTD的微波-熱耦合數(shù)學模型，并對微波-熱模型傳熱邊界算法進行了改進。
　　 2、為了獲得最佳的腔體結(jié)構(gòu)，使用三維電磁仿真軟件HFSS對微波加熱用燒結(jié)腔進行了仿真和優(yōu)化。
　　 3、為了驗證該數(shù)學模型的可行性，使用MATLAB軟件編程建立了微波加熱物理模型，并與實驗數(shù)據(jù)進行了對比，結(jié)果表明本文提出的思路是可行的。