低温固体界面间接触导热“hysteresis”现象的研究

文中以强化低温固体界面间的接触导热为出发点 ,实验测定了低温环境下两种金属界面在过度加载前后的接触热导值 ,指出过度加载是一种经济有效的强化导热方法 ,对卸载过程接触热导率大于同次加载过程接触热导的“hysteresis”现象产生机理进行了分析     

低温真空下固体界面间接触热导实验分析

主要叙述了低温真空下接触热导实验装置的设计 ,通过改进实验装置来扩展研究的温度范围。在 10 0 K～ 30 0 K范围内 ,对铝、不锈钢和铜三种金属材料进行了大量的接触热导的实验研究 ,并分析了接触热导与界面载荷和温度之间的关系     

反复加载情况下低温固体界面间接触导热的研究

文中从固体界面间接触热阻形成机理出发,提出了一种强化接触导热的方法,给出了低温真空环境下,两种金属界面间在反复加载情况下的接触热阻值,对卸载过程接触热导率大于同次加载过程接触热导的实验现象产生机理进行了分析,并指出了下一步的研究方向     

低温下粗糙表面接触间隙气体热导的研究

对低温非真空环境下粗糙接触界面间隙中介质气体的传热进行了理论分析．依据克努森数的大小,建立了不同传热区域的间隙气体热导理论模型．并对影响接触界面间隙热导的克努森数、普朗特数、热导率、适应系数、压力等参数进行了分析,为实际情况下接触界面的传热提供了理论基础．而且通过实验证明了在界面接触压力较小的情况下,即使对于硬度较小导热性能好的接触固体,间隙气体的导热量仍大于通过实际接触点的导热量．     

玻璃钢低温下导热及接触热阻的实验研究

利用稳态法测试了固体复合材料在不同温度下的导热系数及复合材料与铜之间的接触热租。在90K~300K的温度范围内,固体复合材料导热系数随温度的提高而增大,而当温度上升时,接触热阻降低,温度大于100K时,热阻变化较小。     

基于分形理论的多孔介质导热系数研究

本文根据分形理论,对多孔介质几何结构进行了描述,计算出了不同孔隙率多孔介质简化模型的剖面面积分布分形维数d,并利用分形维数结合土壤导热模型推出了土壤的有效导热系数表达式,计算结果表明,该方法是符合客观实际的．     

利用分形理论研究气液界面特性

利用分形理论对Lennard-Jones12-6流体气液界面性质进行了研究。得到了密度分布及温度分布,将表面张力 与气液界面的分形维数进行关联。分形维数是界面层所固有的,它与界面的其它特性有着本质的联系,因此,可以通过测 量界面层的分形维数,再利用此分形维数确定界面的其它特性。这种全新的测量界面特性的方法有望由此产生。     

石墨泡沫新材料导热的分形模型

新型导热材料石墨泡沫具有很好的热物理性质。本文在实验获取这种新型多孔材料的基础上,建立了基于分形理论的材料结构和导热模型,采用热阻法给出了石墨泡沫材料的等效导热系数的关系式,计算了石墨泡沫的剖面孔隙面积分形维数和等效导热系数.     

固-固接触界面热传输研究

提出了固-固接触热传导接触界面层的概念并进行了解释。接触界面层的建立,把微结构的散射和辐射热传导机制统一于界面层内,通过对接触界面层、接触界面层的厚度和界面层热导率等的讨论,初步揭示了接触界面层热传导的机制。在界面层微观传热的机制上,建立了接触界面层热阻预测模型,并把模型预测接触热阻值与扩散失陪模型(DMM)以及实验值进行了比较。结果显示该模型克服了DMM模型预测值偏低的缺陷,这些将对接触界面层的微尺度热分析有一定的帮助。     

低温下固体接触热阻与接触电阻的实验研究

在低温工程中,两个接触固体之间存在着接触热阻与接触电阻,将对低温实验中热量及电流的传输产生显著的影响,是进行低温下物性研究的关键。自行研制了一套可同步实现固体接触热阻和接触电阻的测量装置,该系统具有较高的精度,可实现外界力、温度等对接触热阻的测量,同时具备接触电阻的实时测量功能。在此基础上,开展了外界压力、温度、电流对接触热阻和接触电阻的实验研究。实验结果显示:随着压力的增大,接触热阻与接触电阻随之减小;低温下,随着温度的增大接触热阻与接触电阻增大,接触电阻增大的速率要比接触热阻快。温度平衡时,20mA范围内的电流变化对接触电阻的影响显著,对接触热阻影响非常小。当界面温度达到室温后,首次观测到接触热阻和接触电阻会随着温度的增大而减小。     

真空下气固界面的传热

已知对于真空下的传热稀薄气体起着非常重要的作用。该文给出了稀薄气体在不同克努曾数区域下的气 -固界面间的传热表达式 ,这些表达式中包含了气体反射系数和热适应系数。文中讨论了平行平板、同轴圆柱表面和同心圆球表面的情况 ,给出了不同传热区域热流依照克努曾数倒数关系变化的数值计算结果     

Theory of Non-Equilibrium Heat Transport in Anharmonic Multiprobe Systems at High Temperatures

We consider the problem of heat transport by vibrational modes between Langevin thermostats connected by a central device. The latter is anharmonic and can be subject to large temperature difference and thus be out of equilibrium. We develop a classical formalism based on the equation of motion method, the fluctuation–dissipation theorem and the Novikov theorem to describe heat flow in a multi-terminal geometry. We show that it is imperative to include a quartic term in the potential energy to insure stability and to properly describe thermal expansion. The latter also contributes to leading order in the thermal resistance, while the usually adopted cubic term appears in the second order. This formalism paves the way for accurate modeling of thermal transport across interfaces in highly non-equilibrium situations beyond perturbation theory.     

基于复小波包分形理论的爬壁机器人故障检测

通过研究爬壁式机器人的控制和运动特征，提出一种基于复小波包分形理论的故障检测方法．利用复小波包的平移不变性，将爬壁式机器人传感器输出信号分解成独立的频谱，并进行阀值处理和重构，从而有效去除高频噪音并提取故障的特征频率；依据信号分形维数的多尺度不变性，在嵌入维数空间，采用维数最大距离法，确定复小波包域故障信号的关联雏数．仿真实验表明，爬壁式机器人在各种异常工作模式下的故障信号关联维数能比较真实地反映其故障状态空间，同时也验证了故障信号的关联维数低于正常信号的关联维数作为故障发生与否的定量判据的正确性．     

基于分形理论的不同草原可燃物及裸土野外光谱识别研究

草原火灾一直是影响我国草原生态系统的重要因素,对其展开研究具有重要的现实意义。遥感技术的发展,为草原火灾的相关研究提供了详尽准确的数据,节省了大量的人力物力和财力。但在实际应用中,如何识别不同可燃物及裸土一直是难点问题。试图将分形理论应用到枯草及裸土的光谱识别研究中,为上述问题寻找新的研究思路和方法。该研究运用美国ASD公司的FS3地物光谱仪对吉林省长岭县西部草场的优势种羊草(Leymuschinensis)、芦苇(Reed)、虎尾草(Chlorisvirgata)、全叶马兰(Kalimerisintegrifolia)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)的枯萎植株及裸土进行了野外光谱测量。并利用Matlab工具,对上述研究对象的平均野外反射光谱曲线进行了包络线提取和分形盒维数的计算。经过光谱分析,裸土和虎尾草的野外光谱反射强,羊草、芦苇和蒙古蒿的野外光谱反射相对较弱,但彼此的谱型较为相近,较难识别区分。而全叶马兰的平均野外光谱反射强,且谱型与其他研究对象有较大差异,可以很好的识别。通过分形分析,研究对象的平均野外反射光谱曲线与包络线具有典型的分形特征。以分维数作为分类指标,对研究对象进行聚类分析,完成了不同地物的野外光谱识别。该方法与传统光谱分析的方法相比,能够更好地利用数学方法,客观的通过识别参数对目标进行识别,为今后进行其他种类枯草的识别和提取研究提供了新的思路和方法。     

自然循环预冷和低温热管耦合系统的初步实验研究

介绍的高效低温传热方法主要包括 :自然循环冷却法和基于自然循环预冷及低温热管的高效低温冷却方法。自然循环冷却法的特点是在大温差条件下实现物体的快速冷却。一旦被冷却物体到达或接近低温液体的温度 ,将产生循环动力不足的情况 ,必须采用诸如气体引射或容器自增压等方法加以解决。而低温热管的特点在于能在小温差条件下 ,传递大量的热能。文中将自然循环预冷法及低温热管技术有机结合 ,综合自然循环和低温热管的优点 ,取长补短 ,既可以在很短的时间内使被冷却物体的温度降低下来 ,又可以保证被冷却物体的温度波动较小。文中还详细给出了基于自然循环预冷及低温热管的高效低温传热单元的设计及试验结果     

Heat transport and thermoelectric efficiency of two-level quantum dot attached to ferromagnetic electrodes

Energy transport, in the linear response regime, through a two-level quantum dot/molecule attached to ferromagnetic leads is studied in the Coulomb blockade region with use of the Green function formalism. Thermal conductance and figure of merit ZT are calculated and discussed for two configurations of magnetic moments and different polarization factor in the leads. A strong dependence of ZT on polarization is found. A substantial enhancement of efficiency can be observed in molecular junctions with one of energy levels weakly coupled to the leads. Moreover, in systems, in which spin accumulation in electrodes is important, a quite considerable spin efficiency can be expected.     

Implementation of Liquid Crystal Thermography to Determine Wall Temperatures and Heat Transfer Coefficients in a Tube-in-tube Heat Exchanger

Liquid crystal thermography was used in a water-operated concentric tube-in-tube heat exchanger to determine local annular heat transfer coefficients at the inlet region. An annular diameter ratio of 0.54 was considered with the inlet and outlet orientated perpendicularly to the axial flow direction. Both heated and cooled cases were considered at annular Reynolds numbers ranging from 1,000 to 13,800. Wall temperature distributions were directly measured by means of a coating of thermo-chromic liquid crystals. Local heat transfer coefficients at the inlet were higher than those predicted by most correlations, but good agreement was obtained with some literature.     

用强化构造强化沸腾传热的实验及可视化研究

重点研究的是水和乙醇在放置了强化元件的光滑铜表面上的池核沸腾传热性能。该强化元件对部分加热表面上方的空间进行限制,使液体存在的空间就被分为交替存在的受限空间和自由空间。本研究中所探讨的主要参数是热通量(13～400 kW/m~2)和受限空间尺度(0.2 mm,0.5 mm,无限制结构)。实验结果表明,对水和乙醇而言,这样的强化元件都可获得良好的沸腾传热特性.可视化结果表明,几乎所有有效核化区域都在受限空间内,即使在高过热度下自由空间内也很少出现有效核化点。