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介孔复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟

冯黛丽 冯妍卉 石珺

介孔复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟

冯黛丽, 冯妍卉, 石珺
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  • 采用格子玻尔兹曼方法对NaCl@Al2O3介孔复合材料内的声子热输运进行了模拟分析.基于德拜物理模型,提出了温度耦合的复合材料界面处理方法,有效实现了复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟,获得了不同孔径、孔隙率、孔形状、孔排列、界面条件系数下介孔复合材料的热导率,并进行影响因素分析.结果表明:该介孔复合材料热导率,在孔隙率一定时,随着孔径增大而增大,呈现显著的尺度效应;在孔径一定时,热导率随孔隙率增大而减小;孔径和孔隙率一定时,热导率随界面条件系数的增大而减小;孔形状和孔排列均会影响介孔复合材料的热导率,且这种影响会随着界面条件系数的增大而增大.
      通信作者: 冯妍卉, yhfeng@me.ustb.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51422601)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:FRF-TP-15-021A1)资助的课题.
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    Huang C L, Feng Y H, Zhang X X, Wang G, Li J 2011 Acta Phys. Sin. 60 114401 (in Chinese)[黄丛亮, 冯妍卉, 张欣欣, 王戈, 李静2011物理学报 60 114401]

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    Yao S S, Karaguleff C, Gabel A, Fortenberry R, Seaton C Y, Stegeman G I 1985 Appl. Phys. Lett. 46 801

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    Tohge N, Asuka M, Minam T 1992 J. Non-Cryst. Solids 147-148 652

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    Wan H R, Hu R C, Yin P 2012 J. Ludong Univ. (Nat. Sci. Ed.) 28139(in Chinese) [万红日, 胡玉才, 殷平2012鲁东大学学报(自然科学版) 28139]

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    Dam J, Djanashivili K, Kapteijn F, Hanefeld U 2013 Chem. Cat. Chem. 5 4 97

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    Ching W Y, Ouyang L Z, Rulis P, Yao H Z 2008 Phys. Rev. B 78 014106

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    Majumdar A 1993 J. Heat Transfer 115 7

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    Tien C, Majumdar A, Gerner F 2004 ASME Heat Transfer 4449

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    Chattopadhyay A, Pattamatta A 2014 Int. J. Heat Mass Transfer 72 479

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    Guo Z, Shi B, Zheng C 2002 Int. J. Numer. Meth. Fl. 39 325

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    Munro R G 1997 J. Am. Chem. Soc. 80 1919

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    Chen G 1998 Phys. Rev. B 57 14958

  • [1]

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    [2]

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    Yang L, Feng X, Liu Y L 2010 Process. Chem. 22 32 (in Chinese)[杨泠, 冯炫, 刘应亮2010化学进展 22 32]

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    Yuan S W, Feng Y H, Wang X, Zhang X X 2014 Acta Phys. Sin. 63 014402 (in Chinese)[袁思伟, 冯妍卉, 王鑫, 张欣欣2014物理学报 63 014402]

    [8]

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-03
  • 修回日期:  2016-06-24
  • 刊出日期:  2016-12-20

介孔复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟

  • 1. 北京科技大学能源与环境工程学院, 北京 100083
  • 通信作者: 冯妍卉, yhfeng@me.ustb.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51422601)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:FRF-TP-15-021A1)资助的课题.

摘要: 采用格子玻尔兹曼方法对NaCl@Al2O3介孔复合材料内的声子热输运进行了模拟分析.基于德拜物理模型,提出了温度耦合的复合材料界面处理方法,有效实现了复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟,获得了不同孔径、孔隙率、孔形状、孔排列、界面条件系数下介孔复合材料的热导率,并进行影响因素分析.结果表明:该介孔复合材料热导率,在孔隙率一定时,随着孔径增大而增大,呈现显著的尺度效应;在孔径一定时,热导率随孔隙率增大而减小;孔径和孔隙率一定时,热导率随界面条件系数的增大而减小;孔形状和孔排列均会影响介孔复合材料的热导率,且这种影响会随着界面条件系数的增大而增大.

English Abstract

参考文献 (19)

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