边界对纳米结构的热流调控研究(精)/清华大学优秀博士学位论文丛书 2025 chm pdf kindle rb azw3 下载 115盘

本书主要从四个方面研究了纳米尺度下边界对热流的影响和调控：石墨烯纳米带边界形状的影响；聚酰胺/硅纳米线界面的热整流效应的实验和分子动力学研究；氢化石墨烯界面的热隐形效应的分子动力学研究；固/液界面的热增强效应的分子动力学研究。希望可以为分子动力学相关领域的研究者提供帮助。

目录

第1章引言

1.1研究背景

1.2纳米材料的尺寸效应

1.3热整流效应

1.4热隐形效应

1.5界面增强导热

1.6本书研究的主要内容

第2章石墨烯纳米带的声子性质和热物性

2.1石墨烯热学性质的研究

2.1.1势能模型

2.1.2晶格动力学分析

2.1.3简正模式分解法

2.1.4弛豫时间

2.1.5声子导热贡献

2.2边界对石墨烯纳米带热物性的影响

2.2.1色散关系

2.2.2弛豫时间

2.2.3比热容

2.2.4热导率

2.3边界对石墨烯纳米带热流分布的影响

2.3.1热流的计算方法

2.3.2石墨烯纳米带的热流分布

2.3.3石墨烯纳米带的声子气黏性

2.4本章小结第3章PASi纳米界面的热整流效应

3.1实验研究

3.1.1实验方法和原理

3.1.2数据处理和不确定度分析

3.1.3单点接触的交叉纳米线样品测量

3.1.4多点接触的交叉纳米线样品测量

3.2PASi纳米线界面热整流效应的分子动力学研究

3.2.1模型建立

3.2.2模拟细节和结果

3.2.3PASi体材料的热整流效应模拟

3.2.4PASi纳米线界面热整流机理

3.3本章小结

第4章基于氢化石墨烯的纳米尺度热隐形

4.1氢化石墨烯的热物性的研究

4.1.1模拟方法

4.1.2均匀分布方式的影响

4.1.3竖直和水平带状分布方式的影响

4.2氢化石墨烯的热隐形现象数值模拟

4.2.1几种不同的热隐形效果对比

4.2.2氢化浓度、斗篷厚度和氢分布方式的影响

4.2.3热隐形效果强化

4.2.4热隐形现象的机理分析

4.3热汇聚

4.3.1叶片厚度的影响

4.3.2叶片长度的影响

4.3.3叶片数量的影响

4.4本章小结

第5章固液界面导热增强的分子动力学模拟

5.1ArAu界面导热增强分析

5.1.1模拟方法

5.1.2能量分布情况

5.1.3原子数密度和声子态密度

5.1.4热导率

5.2界面势能参数对导热增强的影响

5.2.1数密度分布

5.2.2热流自相关函数

5.2.3声子态密度

5.2.4热导率

5.3本章小结

第6章结论

参考文献

叶振强，2007年9月考入北京交通大学热能与动力工程专业，2011年7月本科毕业并获得工学学士学位。

2011年9月免试进入清华大学航天航空学院攻读动力工程与工程热物理，2017年1月获得博士学位。主要研究方向是微纳米尺度导热及分子动力学模拟，以第一作者身份发表SCI论文5篇，累计影响因子近25。

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书籍介绍

纳米结构材料具有尺寸小、面体比高的特点，因此边界效应显著。针对纳米尺度导热，前人的研究主要关注边界对热物性和温度场的影响，而在纳米尺度下，由于傅里叶导热定律不适用，热流无法单纯地通过温度场和热导率描述，因此不能反映出完整的热流场。所以，有必要研究纳米尺度下边界对热流的影响及调控作用。本书从多个角度研究纳米尺度下边界如何影响和调控热流，包括热导率调控、热整流、热绕流、热增强。