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基于变换热力学的任意形状热集中器研究与设计
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK223.52[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
  • 作者机构:[1]云南大学无线创新实验室,昆明650091, [2]北京邮电大学电子工程学院,北京100876
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61161007,61261002); 云南省自然科学基金重点项目(批准号:2013FA006);云南省自然科学基金(批准号:2011FB018)资助的课题
中文摘要:

如何灵活地控制和操纵热流是目前研究的热点.本文根据变换热力学方法,导出了具有任意横截面形状热集中器的材料参数表达式,并在此基础上设计了具有圆形、椭圆形、正五边形等规则横截面形状的热集中器和具有共形、非共形任意横截面形状的热集中器.全波仿真结果表明,这些热集中器使等温线和热通量向其压缩区弯曲,靠近热源的一侧热扩散加快而相反的一侧热扩散减慢,在很小的区域内表现出对热量的集中作用,这一特点在热能工程中有潜在应用.此外,研究了圆柱形热集中器的层化实现方法.结果显示,热集中器可通过将同性材料沿角向分层交替填充来实现.这项工作对热集中器的设计及制备具有指导意义.

英文摘要:

How to control and manipulate the heat fiow in a fiexible way is a hotspot of current research. According to transformation thermodynamics method, material parameter expressions for thermal concentrator with an arbitrary cross section are derived, and thermal concentrator with special symmetrical profiles, such as circle, ellipse, and pentagon,as well as thermal concentrator with arbitrary conformal/non-conformal cross section are designed on this basis. Full wave simulation results show that these thermal concentrators can bend the isotherm and heat fiux towards their compressive regions, making the heat difiuses faster on the side near heat source and slower on the opposite side. Heat concentrated into a tiny region may have potential applications in thermal engineering. In addition, research on layered realization method of cylindrical thermal concentrator is conducted. Results reveal that the thermal concentrator can be realized through alternatively filling isotropic materials into layers along the angular direction. This work has a guiding significance for the design and manufacturing of thermal concentrator.

同期刊论文项目
期刊论文 47 会议论文 9 获奖 2 著作 4
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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