Математичне моделювання процесів дифузії домішкової речовини у двофазному півпросторі з ерлангівським розподілом включень

Abstract

Досліджено процеси дифузії домішкової речовини у двофазному півпросторі випадково неоднорідної шаруватої структури з урахуванням умов неідеального масового контакту на границях розділу фаз. Шаруваті включення розташовано за ерлангівським розподілом. Отримано рівняння масопереносу для усього тіла, що враховує стрибки шуканої функції та її похідної на міжфазних границях. Сформульовано еквівалентне інтегродиференціальне рівняння, розв’язок якого побудовано у вигляді інтегрального ряду Неймана. Усереднення отриманого розв’язку проведено за ансамблем конфігурацій фаз з ерлангівською функцією розподілу. Визначено вплив характеристик матеріалу на поведінку та величину усередненого поля концентрації домішкових частинок.

Исследованы процессы диффузии примесного вещества в двухфазном полупространстве случайно неоднородной слоистой структуры с учетом условий неидеального массового контакта на границах раздела фаз. Слоистые включения расположены по ерланговському распределению. Получено уравнение массопереноса для всего тела, учитывающее скачки искомой функции и ее производной на межфазных границах. Сформулировано эквивалентное интегродифференциальное уравнение, решение которого построено в виде интегрального ряда Неймана. Усреднение полученного решения проведено по ансамблю конфигураций фаз с ерланговской функцией распределения. Определенно влияние характеристик материала на поведение и величину усредненного поля концентрации примесных частиц.

Admixture diffusion processes are studied in a two-phase semispace of randomly nonhomogeneous stratified structure, taking into account the conditions of non-ideal mass contact on interphases. Layered inclusions are disposed by the Erlangian distribution. A mass transfer equation for whole body is obtained, considering the jumps of both desired function and its derivative on the interphases. An equivalent integrodiffential equation is formulated and its solution is constructed in terms of Neumann series. Averaging the obtained solution is carried out over the ensemble of phase configurations with the Erlangian distribution function. Material characteristics influence on behaviour and values of the averaged of admixture particle concentration is established.