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一维均匀Morse晶格体系的热流棘齿效应
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2011
  • 页码:307-316
  • 分类:TN911[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]北京师范大学物理系,北京100875
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11075016 10875011); 国家重点基础研究发展计划(批准号:2007CB814805)资助的课题
  • 相关项目:非线性晶格体系的热传导调控、整流与热流棘齿效应
中文摘要:

本文系统研究了系统两端无平均温差时一维均匀Morse晶格中的热流棘齿效应.Morse晶格的两端分别与两个热浴相接触,其中一端热浴温度周期调制,另一端热浴温度保持不变,两端热浴温度长时平均相等.数值结果表明,当对一端热浴温度进行周期调制时,系统中便会有稳定的定向热流产生.通过改变调制频率和强度,可以控制热流的大小及方向.在合适的频率范围内,可观察到一种非常有趣的现象——非定态负热导现象,即系统中产生的定向热流逆着系统温度梯度方向由低温端流向高温端.通过热波动力学分析(分析热流及温度分布的时空演化行为),本文对此现象进行了说明.还研究了Morse系统的特征参量对定向热流的影响,这为设计材料优化棘齿热流提供了理论依据.

英文摘要:

The ratchet effect in heat conductions of one-dimensional Morse lattices is studied when the system is located between two averagely isothermal reserviors,of which one keeps the temperature constant and the other is periodically modulated in temperature,and their temperatures averaged over a long time are equal to each other.Unidirectional heat current can be observed when one of the heat baths is periodically modulated in temperature.The efficiency and the direction of heat conduction can be rectified and controlled by adjusting the frequency and the amplitude of the modulation.An interesting non-stationary negative thermal conductivity,i.e.,a reversed heat flow against the temperature gradient,is found in an appropriate region of frequency of the modulation.A heat wave scheme in revealing the spatiotemporal behavior of the heat conduction is proposed to study the this phenomenon.The influence of the parameters of the Morse lattice on the directional heat current is investigated,and so this provides theoretical support for practical applications.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876