МЭМС-технологии: теория и практика

Technique for compact modeling of thermoelectric systems

[Методика компактного моделирования термоэлектрических систем]

E. V. Zavorotneva, D. A. Indeitsev, A. V. Lukin, I. A. Popov, P. P. Udalov

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Аннотация: Описана методика моделирования термоэлектрического модуля (ТЭМ) на базе системного подхода с применением компактных моделей. Построена конечно-элементная модель батареи Пельтье в программной среде COMSOL. Проведен численный анализ характеристик ТЭМ в случае зависимости материальных параметров от температуры. Выполнено построение компактной динамической модели ТЭМ и её верификация на основе прямого численного моделирования ряда стационарных и нестационарных задач для ТЭМ. Представленный подход облегчает моделирование термоэлектрического модуля и его взаимосвязей с блоками управления и другими тепловыми элементами при различных граничных и начальных условиях. Результаты моделирования хорошо согласуются с результатами, полученными с использованием других моделей, описанных в литературе, а также с численными решениями. Отмечено, что зависимость физических параметров батареи Пельтье от температуры может искажать выходные параметры ТЭМ и по возможности должна быть учтена в компактной модели.

Ключевые слова: термоэлектрический модуль, редуцирование систем, компактная модель, Matlab, COMSOL, sssMOR.

УДК: 681.5.01

Поступила в редакцию: 17.06.2021

Язык публикации: английский

DOI: 10.18721/JCSTCS.14203