一维FPU-β介电原子链中的热传导特性研究

运用椎广的FKM方法对一维FPU-β介电原子链的热传导特性进行了研究，在一定的条件下，分别得到了热流、热导率和局域动能的近似表达式。通过数值模拟发现，不同的边界条件、非线性相互作用对热传导特性有很大的影响。     

准一维碳链的热传导

采用分子动力学方法研究了有限长度准一维碳链的热传导,其碳原子之间的互作用势采用Tersoff Brenner势。经过计算表明：碳链的热导率κ在室温下数值非常高;κ相对于链长是发散的,且与链长呈对数发散关系。     

考虑次近邻作用原子链的热传导研究

运用Ford—Kac—Mazur（FKM）方法和数值模拟对考虑次近邻作用的一维介电原子链进行了研究。在一定的条件下得到了热流的具体表达式，给出了不同条件下热流随体系大小的变化趋势，分析了次近邻相互作用和质量梯度对热流的影响。结果表明次近邻作用对于热流的调节不明显，而构建材料的不对称结构（质量梯度调节）可作为热传导控制的有效手段。     

一维FPU模型的热传导

采用分子动力学方法分析一维FPU模型的热传导,以研究低维系统的热传导是否遵循Fourier热传导定律.结果表明:只有在两端温度较高的情况下,其温度才能呈现梯度分布,且热导率与链长呈指数关系;而如果两端温度很低,则不能形成梯度分布.     

一维Fibonacci链的热传导

应用数值方法 ,计算了各种频率的平面波通过一维Fibonacci链的透射系数 ,据此研究了Fibonacci链热通量J与粒子数N之间的关系 ,得出J～Nα(0 .5 <α <1) ,α与系统中在位势的大小有关 ,并与其他系统的结果作了比较 .     

金属棒中的热传导

用热传导理论研究了金属棒中的热传导过程,描绘了棒中的实际的热传导图景.     

一维热传导方程的推导

热传导方程是一个重要的偏微分方程,它主要用于描述一个区域内的温度如何随时间变化。热传导方程也是最简单的一种抛物型方程,也常被称作扩散方程。热传导方程在许多数学模型中出现——热传导、金融现象、粒子扩散等。完成热方程的推导意义重大。本文分别用两种方法通过考虑物体内的热流率给出热传导方程的推导,然后比较这两种方法得到的热传导方程。     

准-维碳链的热传导

采用分子动力学方法研究了有限长度准-维碳链的热传导,其碳原子之间的互作用势采用Tersoff-Brenner势.经过计算表明:碳链的热导率κ在室温下数值非常高;κ相对于链长是发散的,且与链长呈对数发散关系.     

一维热传导方程的数值解

利用差分法对数理方程的多个较复杂的一维热传导问题进行分析,并进行数值计算,给出了直观的图象.     

一维β-Fermi-Pasta-Ulam纳米单原子链中非线性参数作用的研究

运用发展的Ford-Kac-Mazur方法对一维β-Fermi-Pasta-Ulam纳米单原子链的运动方程进行了简化.通过数值计算,对系统在非线性相互作用下的傅里叶热传输定律进行了修正,同时对奇偶原子数晶格系统的局域能量密度进行了比较,发现奇数原子系统中明显存在离散呼吸子.     

可变导热系数的颗粒复合介质传热性质的研究

讨论了可变导热系数的复合介质的传热性质。当介质的导热系数是温度的函数时，热传导方程是非线性偏微分方程，作者采用基尔霍夫变换把它变成拉普拉斯方程，于是可以找到原问题的近似解析解。文中考虑一个最为简单的例子：由圆柱形的杂质构成的二维系统，杂质浓度很低，可以忽略颗粒之间的相互作用，杂质具有可变导热系数，基质的导热性质不随温度变化。在此基础上，用朗道方法导出计算可变导热系数的复合介质的有效导热系数的公式。     

粉煤灰泡沫塑料复合保温材料传热过程的数值模拟

应用有限元软件ANSYS研究了粉煤灰泡沫塑料复合保温材料(FP材料)的传热机理.材料导热系数数值模拟结果与实测结果具有很好的一致性,说明采用有限元方法可以实现对材料传热过程的数值模拟.根据分析结果,提出了对保温材料设计和制备时的一些建议.     

电介质薄膜导热系数的尺寸效应

为研究电介质薄膜中的导热机制以及薄膜厚度对导热系数的影响 ,以氩的 FCC晶体为模型 ,采用分子动力学方法计算了厚度约为 2～ 10 nm的薄膜的法向导热系数。计算得到对应于 12 0 K的薄膜导热系数显著低于大体积实验值 ,并随薄膜厚度的减小而降低 ;即纳米薄膜的晶格导热系数具有明显的尺寸效应。当薄膜厚度减小至纳米量级时 ,即使在较高温情况下 1.3ΘD,晶体边界对声子的散射也将起重要作用。对氩晶体分别选取了 L ennard- Jones作用势和一种软球作用势 ,考察了不同势能模型对于模拟结果的影响     

基于Lattice Boltzmann方法的1-3型复合材料热传导特征

基于玻尔兹曼输运理论及相关的格子玻尔兹曼方法对1-3型复合材料的热传导特征以及等效的热传导系数进行了详细研究.首先给出了计算热传导问题的格子玻尔兹曼法二维几速度不可压缩热模型以及边界条件(恒温、绝热)的处理方式,并在此基础上探讨了圆形、椭圆形、矩形和随机夹杂的1-3型复合材料的传热特征和等效热导率等,展示了给定时刻下,结构上的温度分布特征以及结构上某点温度随时间的变化特征等.数值结果表明:尽管夹杂截面形状对等效热导率有一定的影响,组分仍是等效热导率最主要的影响因素.     

碳纳米管增强一维高导热C/C复合材料的微观结构与物理性能

以中间相沥青基炭纤维和中间相沥青为主要原料,并添加一定量多壁碳纳米管,通过热压成型和高温热处理工艺制备一维高导热C/C复合材料。采用偏光显微镜、扫描电镜、激光热导仪、电子万能试验机等对复合材料的微观结构、导热性能和力学性能进行表征。结果表明,碳纳米管的添加导致复合材料的孔隙率下降和体积密度升高,而且对复合材料的力学性能及不同方向的导热性能都有显著影响。随着碳纳米管添加量的增加,复合材料沿炭纤维轴向的室温热扩散系数逐渐降低,而垂直于纤维轴向的抗弯强度和室温热扩散系数均呈现先上升后下降的趋势。经过2900℃石墨化处理后,添加体积分数3%碳纳米管的复合材料垂直于纤维轴向的抗弯强度为113.4 MPa、热扩散系数为40.1mm~2/s,较未掺杂碳纳米管时分别提高了56%和79%。     

球形空心材料导热性能预测研究

研究了球形空心材料的导热性，给出了空心材料导热性与基体材料导热性及空心体分比间的关系。首先，将均匀化方法应用预测空心材料的导热性方面，并用该方法以图形方式给出了材料导热性同空心体分比间的关系；蕨，利用自洽模型和广义自洽模型给出了预测空心材料导热性的表达式。结果比较表明，这些方法给出了非常接近的结果，特别是均匀化方法和广义自洽方法的结果几乎的相同的。指出了Ｔｚｏｕ的关于球形空心材料导热性关系式的错误     

双组分纳米流体导热系数研究

采用共混法在氨水中制备了稳定的碳纳米管颗粒悬浮液(双组分纳米流体),并利用瞬态热丝法测量了不同条件下的双组分纳米流体的导热系数,系统研究了颗粒质量分数、氨水质量分数、温度等因素对双组分纳米流体导热系数的影响.实验结果表明,碳纳米管的加入极大地提高了基础液体-氨水的导热系数.在此基础上,结合已有文献中关于纳米流体导热系数的计算模型对双组分纳米流体的导热系数进行了模拟计算,并对模拟数据和实验数据进行了对比.结果发现,通过对模型参数的调整,微对流模型可以准确计算双组分纳米流体的导热系数.