【摘 要】
：
本文使用常规非平衡态分子动力学方法及包含双温度模型的分子动力学方法对L10 FePt的导热性能及L10 FePt-金刚石界面热阻进行了计算.结果表明,相较于常规分子动力学模拟,包含双温度模型的分子动力学模拟方法能够考虑L10 FePt体系中自由电子对热传导的贡献,模拟获得的导热性能随温度变化趋势与实验结果一致.L10 FePt与金刚石界面间存在的热阻与L10 FePt薄膜自身热阻处于相同量级,且显示出明显的温度和尺寸效应.具体表现为,界面热阻随工作温度提升而降低,且增大金刚石层的厚度可以减小界面热阻,而增
【机 构】
：
南方科技大学力学与航空航天工程系,深圳518055
论文部分内容阅读
本文使用常规非平衡态分子动力学方法及包含双温度模型的分子动力学方法对L10 FePt的导热性能及L10 FePt-金刚石界面热阻进行了计算.结果表明,相较于常规分子动力学模拟,包含双温度模型的分子动力学模拟方法能够考虑L10 FePt体系中自由电子对热传导的贡献,模拟获得的导热性能随温度变化趋势与实验结果一致.L10 FePt与金刚石界面间存在的热阻与L10 FePt薄膜自身热阻处于相同量级,且显示出明显的温度和尺寸效应.具体表现为,界面热阻随工作温度提升而降低,且增大金刚石层的厚度可以减小界面热阻,而增厚L10 FePt层会导致界面热阻增加.
其他文献
古建筑保护和现代木结构建筑发展受制于木质材料的火灾安全问题.本文综述了木材火灾动力学的燃烧现象与理论,总结其热解、点火、火蔓延和熄火的燃烧行为,并分析了材料特性、系统属性和火灾环境对燃烧行为的影响.同时,总结了近年木材火灾研究的常用实验方法及其燃烧数值模型的主控方程.最后,探讨了木材的火灾动力学与林火和生态学、材料学、结构力学的交叉研究,以期对未来木质材料火灾的多学科交叉研究提供必要的参考和指导.
在实际应用中,精确模拟高湍流度预混火焰十分关键但极具挑战性.本文将被动标量混合时间尺度动态封闭方法与hy-brid混合时间尺度模型结合,在湍流预混火焰LES/FDF模拟中提出一种新的标量混合时间尺度建模方法.该方法不需要人为选取混合模型参数CM,且动态地考虑了由湍流和火焰结构分别引起的亚网格标量混合.对悉尼值班预混射流燃烧器高湍流度PM1-150火焰进行了LES/FDF模拟.结果 表明,新模型显著改善了对整体燃烧进程的预测结果,正确地预测了局部熄火/再燃现象.进一步的结果显示,模型参数CM明显大于在RAN
为强化高温叶片前缘内部冲击冷却,提高换热系数,从抑制前缘冲击冷却横流、减小横流对下游冲击射流的阻挡作用出发,基于交叉扭转椭圆冷却通道内的多纵向涡涡系结构,提出了一种交叉扭转椭圆前缘冲击腔,将横流转换为中心方向与冲击射流方向相同的纵向涡.采用三维定常数值分析方法,对比研究了半椭圆柱形前缘冲击腔和交叉扭转椭圆冲击腔的流动结构和换热特性.结果表明:半椭圆柱形前缘冲击腔内冲击冷却效果受横流影响严重,下游换热效果恶化;交叉扭转椭圆冲击腔对横流有较好的抑制作用,强化了冲击冷却换热效果.随横流比增大,交叉扭转椭圆冲击腔
本文通过数值模拟的方法对微细化沸腾时气膜振荡现象及其对气液界面周围液体流动和传热的影响进行了研究.计算结果表明,界面振荡可以强化气膜周围的对流传热过程,将界面附近对流传热系数提高10倍以上.结合实验研究进一步发现,界面振荡可以促进冷热流体搅浑,维持界面附近过冷度,对维持高热流密度下微细化沸腾的稳定发生起着重要作用.
参数Sw可以预测内置纽带圆管内的二次流强度,这一参数是几何参数和工况参数的组合数,并不依赖速度场的局部信息,方便实际应用.首先,本文采用数值模拟方法研究了扭转矩形管内周期性充分发展的层流流动和传热特性,分析了工况条件和几何条件对扭转矩形管内二次流特性的影响.其次,推导了扭转矩形管内无量纲参数Sw的定义式,并用普适性参数Se考核了这一参数预测扭转矩形管内二次流强度的准确性.最后,本文得出了Sw和平均努塞尔数及阻力系数的关联式.本文的研究有一定的学术价值和工程应用价值.
实验中以水、乙醇和FC-72为工质,对重力热管的传热性能、温度均匀性以及温度波动进行了分析.结果显示,当加热功率为20 W时,以水为工质可导致蒸发段壁面的温度波动达3.0℃,以乙醇为工质时,壁面温度波动幅值显著降低,而当以FC-72为工质时,其壁面温度波动很小,稳定性良好.以乙醇和水为工质时,蒸发段温度均匀性与韦伯数We大小有关,We小于1时,温度均匀性随加热功率的增加而升高,We大于1时,温度均匀性随加热功率的增加整体呈降低趋势.同时工质物性对蒸发段和冷凝段热阻的影响具有差异性,以水为工质时蒸发段热阻占
湿化燃气轮机循环通过增加工质中的水分,可以提高能源利用效率,降低污染物的排放.而湿化循环燃机回热器内部流动换热过程随工质含湿量的变化而变得复杂.本文利用数值模拟的方法探究空气中含湿量的变化对换热性能的影响,发现换热性能随着空气含湿量的增加而增强;另外,比较了三种不同换热结构的流动换热特性,发现半圆形锯齿流道和翼型流道与半圆形直流道相比,显著地提高了换热性能同时增加了压降,并利用场协同原理和(火积)耗散理论对强化传热的机理进行分析.最后,对半圆形锯齿流道和翼型流道进行综合性能比较,发现翼型流道的流动换热性能
三维层析诊断技术通过高速相机采集火焰在空间各方向上的二维投影,利用层析算法重构火焰的三维空间分布,具有时空分辨能力,可完整解析火焰发展过程,是测量和评估发动机缸内燃烧过程的新兴技术.该技术应用于光学发动机燃烧测试时,缸内光学信号通过透明缸壁时将发生折射,导致投影产生扭曲,进而影响火焰三维重构精度.本文基于平行光成像假设和光线追踪法,在MATLAB平台上发展了跨缸壁界面的成像扭曲修正算法,并使用数值方法验证了该算法的正确性.
本文针对自然对流作用下方腔内部的非均匀熔化现象,提出了一种横向和纵向双维度梯级布置多孔介质的新型结构.研究了侧壁加热条件下分层数和孔隙分布对熔化性能的影响.结果表明,二维梯级布置可以在一维梯级布置的基础上进一步缩短6.9％的熔化时间.而且随着孔隙率梯度和梯级分层数的增大,完全熔化时间先减小后增大.在孔隙率梯度为2％且梯级分层数为3时达到最佳强化效果,其相对于均匀布置可以减少10.5％的熔化时间,提升9.7％的储热速率.
针对熔融沉积成型(Fused deposition modeling,FDM)3D打印在成型室打印过程中存在由温度场导致的成型件翘曲和层间分离等问题,本文整合温度场、材料热物性和成型件潜热等条件,建立打印成型件的三维瞬态仿真模型.以生死单元技术和材料参数为基础进行ANSYS有限元分析,使用APDL参数化语言对成型件打印过程进行瞬态分析和热应力验证,对成型件进行局部分析和整体分析,仿真结果得到了实验结果的证明.加热底板与成型室环境的温度会影响成型件的温度梯度和热应力,导致翘曲、层间分离等问题.成型室使用研究