微纳尺度导热过程中温度过幅射现象的研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flame_earth
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统的傅立叶导热定律隐含了热传播速度无限大的假设,即如果导热介质内某点处突然施加热扰动,介质其他部分会同时感受到温度的变化。在现代纳米材料导热及高热流瞬态导热过程中,热作用的时间往往小于材料的热弛豫时间,因此导热不再是扩散过程,热以有限速度传播。在此情况下,热传播介质中的温度分布不同于应用傅立叶定律所得出的温度分布。在无内热源的情形下,介质内部的温度有可能超过边界温度或初始温度,即发生温度过幅射现象。当发生温度过幅射现象时,如果导热介质内的多余热量不能被有效及时地排出,则有可能降低纳米元件的性能,甚至造成损坏,因此研究微小尺度固体导热过程中的温度过幅射现象具有重要的科学意义和应用价值。本文基于不同的非傅立叶导热模型,对微纳尺度材料内的温度过幅射现象及其产生条件进行了系统的研究。   本文首先基于傅立叶定律和CV模型比较了传统抛物型导热方程与双曲型导热方程的不同。研究结果表明,在CV导热模型中,热以波动的形式传播,并且其传播速度为有限值,在特定边界条件下,导热区域内部会发生显著的温度过幅射现象。同时还研究了二维矩形区域内的温度过幅射现象,分析结果表明,同样的边界条件下,二维区域内的温度过幅射幅度远高于一维的情形。   基于双相滞导热模型,研究了薄膜导热过程中边界条件对温度过幅射现象的影响。结果表明,只在薄膜一侧施加温度扰动,另一侧保持初始温度时,不会产生温度过幅射现象;当薄膜两侧的温度都高于初始温度时,在一定条件下会产生温度过幅射现象,而且过幅射的幅度在两侧温度相同时达到最大值;当一侧施加温度扰动,另一侧为绝热或与恒定温度的环境对流时,也会产生温度过幅射现象。   由于在纳米尺度导热过程中导热介质的尺度对导热系数的影响不能忽视,因此,本文基于反映尺度效应的改进的CV模型,分析了尺度效应对温度过幅射现象的影响。发现在一维纳米尺度导热过程中,发生温度过幅射现象的条件是:Kn>1.103,并且Kn越大,温度过幅射现象越明显。   最后,利用格子玻尔兹曼方法研究了薄膜导热过程中的温度过幅射现象,发现声子总能量边界条件可导致温度过幅射现象。
其他文献
本文从高层建筑的混凝土输送管清洗方面,阐述了一种新型的套管装置,用于连接混凝土输送管和预先设置的污水管道,确保混凝土浇筑完成后清洗的污水有组织排出,减少了环境污染和
期刊
1rn周日的人民广场人群熙攘,呈现出一派热闹非凡的景象.夹杂在欢呼声与笑闹声中,是一个少女的喃喃自语:“主办方到底在哪啊?说好的来接我呢?”rn她东张西望了一会儿,正准备离
期刊
一rn吴宫夜冷,有光的地方,便能听到压抑而慌乱的人语.rn三日了,吴王一直没有来,姑娘们已经沉不住气了,窃窃私语道:“这一次,范先生的计策不灵了.”rn只有郑旦脸上依然一派宁
期刊
随着我国城乡住宅建设规模的扩大和大批公建项目的建成,目前建筑装饰装修市场呈现了良好的发展态势,但是近年来装饰装修施工现场发生的火灾事故呈上升态势.因此,针对装饰装修
期刊
曾记得,竹影缱绻间,他白衣胜雪,你淡抹红妆,竹林相见,小径相逢,没有如果,只有初见.夜来雨,风与竹叶簌簌私语,涩涩交响留给谁听?配以剑舞,挥去幽幽思绪;招来琴音,装点锦绣年华
期刊
高层房屋建筑施工中常采用悬挑式脚手架进行外墙砌筑、外立面装修以及钢筋混凝土工程等施工作业,通过在楼板预埋压环钢筋并穿入工字钢梁,配合数道钢丝绳或钢拉杆卸荷,进而安
期刊
目的基于血清差异蛋白质组学技术研究强迫游泳应激抑制大鼠自然杀伤细胞(natural killer cells,NK)杀伤活性的机制。方法采用游泳力竭法制备应激大鼠模型,大鼠随机分为正常对照(A)组,强迫游泳(B)组,每组12只。MTT法检测NK细胞杀伤活性,酶联免疫吸附方法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清γ-干扰素(interferon-γ
在应用铝模板施工阳台及卫生间反坎模板进行加固施工处理过程中,往往采用角铝及单个模卡加固阳台及卫生间反坎模板.工人在使用角铝及单个模卡进行施工作业时,加固效果不明显,
期刊
随着我国城镇化的日益发展,城市高楼大厦的建设速度加快.在建筑施工中,电梯井的防护是建筑施工安全防护的重中之重.电梯井内的防护措施包括硬防护和软防护2种,其中软防护是用
期刊
一、爬梯的形成背景随着建筑业的不断发展,如何建设一个安全、可靠、省力的上人通道一直是个值得研究的课题,尤其是在施工过程中的垂直上下存在许多不便,传统使用木梯或者人
期刊