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的工作可靠性和效率都有較大影響，例如微波燒結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還是避免這種熱效應的系統，了解微波加熱的機理以及受熱介質內部溫度的分布及其變化規(guī)律是非常必要的。
　　 要掌握介質內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合，建立了統一的微波-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，用以研究不同參數對介質受熱的影響。這樣的工作無論對工業(yè)生產還是科學研究都具有重要的現實意義，其模擬和分析方法在微波加熱技術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構，使用三維電磁仿真軟件HFSS對微波加熱用燒結腔進行了仿真和優(yōu)化。
　　 3、為了驗證該數學模型的可行性，使用MATLAB軟件編程建立了微波加熱物理模型，并與實驗數據進行了對比，結果表明本文提出的思路是可行的。