微/纳尺度孔隙结构内传热传质与微/纳米科技密切相关,具有学科拓展和学术意义,对发展相关科技应用至关重要。本项目旨在抓住与结构密切相关的特征,利用高能脉冲激光瞬态加热凸显微/纳米孔隙结构内传递过程特性,采用先进的快速瞬态测试技术测定脉冲激光加热条件下微/纳尺度孔隙结构材料的热量与质量传播速度、瞬态温度与浓度分布;利用显微观测分析材料内部基元及孔隙结构变化与界面传递相互作用,探讨分析微观粒子迁移、结构
微/纳尺度孔隙结构传热传质与微/纳米科技密切相关,具有学科拓展和学术意义,对发展相关科技应用至关重要。本项目基于分形理论构造了不同类型Sierpinski地毯结构来模拟孔隙结构材料,采用有限容积法对其导热问题进行了详细数值模拟计算,首次采用格子波尔兹曼法对分形多孔介质内流体流动进行了详细数值模拟分析;发展了脉冲激光作用下非傅立叶多层孔隙结构材料传热数学模型,采用恰当数值处理方法进行了详细数值模拟计算;提出通过添加微/纳米金属颗粒增强高功率短脉冲激光对多孔生物质材料加热效果的方法,并进行了数值模拟计算分析;建立了孔隙结构材料热质传递实验与测量系统,实现了微时间尺度上温度与湿度的瞬态测量,发现了不同于常规热质传递的非经典效应。从新的角度揭示了多孔介质内流动与传热规律、微观结构特征和传热传质机理与宏观传递现象间的内在联系,为实际应用和相关科技发展提供重要依据。