發(fā)布時間：2020-09-04 09:19

　　 近年來,人們一直都在關(guān)注能源的可持續(xù)發(fā)展問題,目前存儲和利用熱能的主要手段通常有兩種:一種是通過塞貝克效應(yīng)將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能,另一種是通過聲子熱器件控制熱流。之所以現(xiàn)在人們十分關(guān)注非線性晶格中的熱傳導(dǎo),是因為熱電轉(zhuǎn)換效率低下并且人們也希望通過類似操縱電流的方式操控?zé)崃�。聲子也是信息的載體,聲子的一些特征性行為激勵了研究者投身于研究分子層面的內(nèi)在傳熱機(jī)制。隨著納米技術(shù)的進(jìn)步,人們已經(jīng)實現(xiàn)了如固態(tài)熱敏二極管這樣的熱學(xué)器件。所以,對聲子運(yùn)動機(jī)理的更深一步研究對于設(shè)計熱器件來說是十分必要的。本文使用理論分析與數(shù)值計算相結(jié)合的方法,研究了非線性晶格系統(tǒng)及布朗制冷機(jī)中的熱控制,并使用隨機(jī)動力學(xué)和晶格動力學(xué)理論解釋了這些特征動力學(xué)行為的發(fā)生條件和潛在物理機(jī)制,并取得了一些成果如下:1.研究了在非線性FK晶格熱傳導(dǎo)中由噪聲和驅(qū)動力誘導(dǎo)的布朗熱流。晶格兩端分別連接兩個具有時間周期的熱池。數(shù)值模擬結(jié)果表明:在對稱系統(tǒng)中,系統(tǒng)中的熱流與環(huán)境參考溫度存在兩個峰值,也就是出現(xiàn)了熱共振現(xiàn)象。在非對稱系統(tǒng)中,由于原子位點勢的周期性,此現(xiàn)象依舊存在。但在簡諧晶格中并不存在此現(xiàn)象。此外,我們還對其內(nèi)在物理機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的分析。此項研究對控制非線性晶格中的熱流起著重要作用。2.研究了外部周期力驅(qū)動下的布朗制冷機(jī)中的熱流,數(shù)值結(jié)果表明:(1)外部周期力對低溫端的調(diào)節(jié)使熱流從低溫到高溫傳遞,若兩端都無周期力調(diào)節(jié),熱流方向始終從高溫傳遞到低溫。(2)調(diào)節(jié)低溫端外部周期力的頻率也能夠引起熱流反轉(zhuǎn),而只對高溫端調(diào)節(jié)熱流反轉(zhuǎn)現(xiàn)象消失。(3)不管是對高溫端或低溫端調(diào)節(jié),隨著兩端耦合相位的增加,熱流的方向發(fā)生改變。(4)兩端周期力的振幅和頻率都相等的情況下,兩者之間的相位差能誘導(dǎo)多次熱流反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB651

【參考文獻(xiàn)】

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1 ;Directed Transport of Interacting Particle Systems:Recent Progress[J];Communications in Theoretical Physics;2005年01期

2 包景東,許淑艷,卓益忠;Monte Carlo方法模擬Langevin方程中的時間步長問題[J];計算物理;1989年02期

本文編號：2812141