Методы вычисления эффективных электрофизических свойств неоднородных сред с учетом многообразных структурных особенностей. Обзор

Методы вычисления эффективных электрофизических свойств неоднородных сред с учетом многообразных структурных особенностей. Обзор

Раздел находится в стадии актуализации

При создании неоднородных материалов с требуемыми функциональными характеристиками большое значение имеют теоретические методы прогнозирования их свойств в зависимости от состава и структуры. В настоящей работе предложен обзор методов вычисления эффективных электрофизических характеристик неоднородных сред, способных учитывать такие структурные особенности данных сред, как многокомпонентность, вероятностные распределения ориентаций и форм включений, несколько уровней вложенности. Подробно представлены приближение Максвелла Гарнетта и его обобщения для неоднородных сред матричного типа: формулы Фрике и Брэгга – Пиппарда для случаев эллипсоидальных однородных включений, а также авторские обобщения приближения Максвелла Гарнетта для случаев эллипсоидальных однородных анизотропных включений, ориентированных по вероятностному закону, и эллипсоидальных анизотропных включений с анизотропной оболочкой. Рассмотрены варианты приближения эффективной среды для сред с однородными включениями: приближение Бруггемана; обобщенный подход эффективной среды Д. Страуда; обобщенное сингулярное приближение. Изложен дифференциальный подход на основе обобщенного сингулярного приближения, с помощью которого получено уравнение с параметром, позволяющим варьировать степень дифференциальности приближения. Приведено описание авторского подхода для сред с включениями в многослойной оболочке: обобщенное приближение эффективного поля, которое можно считать обобщением обобщенного сингулярного приближения на среды с несколькими уровнями вложенности. Описаны методы учета вероятностных распределений ориентаций включений (использующие теорию представлений группы SO(3)) и форм включений. Установлено, что наибольшей степенью общности обладает обобщенное приближение эффективного поля для неоднородных сред с включениями в многослойной оболочке.
Лавров Игорь Викторович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1

124498, г. Москва, г. Зеленоград, площадь Шокина, дом 1, МИЭТ, ауд. 7231

+7 (499) 734-62-05
magazine@miee.ru