Моделювання потоку тепла в провідниках прямокутного перерізу

Abstract

У роботі розглядається задача моделювання теплових потоків у провідниках прямокутного перерізу з урахуванням їхніх геометричних параметрів та властивостей поверхні. У межах дослідження проведено систематичний аналіз наукових публікацій, присвячених оцінюванню теплопровідності у провідниках різної форми. В огляді підкреслено роль розмірних ефектів, геометрії перерізу та характеристик поверхневого мікрорельєфу в формуванні теплових потоків і теплових опорів. Сформульовано та узагальнено основні фізичні принципи, що визначають поведінку теплопереносу в нанорозмірних структурах. Розроблено та адаптовано чисельні методи, придатні для моделювання теплових потоків у провідниках прямокутного перерізу з реальною поверхневою шорсткістю. Запропоновано підходи до параметризації нерівності поверхні та включення її впливу в граничні умови математичних моделей. Результатом роботи є комплекс рекомендацій щодо вибору оптимальних моделей і чисельних алгоритмів для опису теплопереносу в нанорозмірних провідниках прямокутної форми з різним ступенем шорсткості поверхні. Отримані висновки створюють основу для підвищення точності прогнозування теплових режимів у сучасних елементах мікро- та наноелектроніки.