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This paper discusses the algorithm and error estimates for solving space inhomogeneous semiconductor Boltzmann equations with multi-valley, which describe the transport properties of carriers in semic...
范卫东，上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所教授，博士生导师，教育背景：1996.9―1999.7哈尔滨工业大学热能工程专业博士；1994.9―1996.7哈尔滨工业大学热能工程专业硕士；1990.9―1994.7哈尔滨工业大学热能工程专业学士。研究方向为高效清洁燃烧理论与技术；燃烧温室气体、污染物等控制理论及排放控制技术；燃料热化学转化与高效清洁利用机理。
离子辐照对磷烯热导率的影响及其机制分析
磷烯 离子辐照 空位缺陷 热导率
2022/3/31
通过离子辐照产生缺陷，可以非常有效地调控磷烯诸多物理性质。本文应用分子动力学方法模拟离子辐照磷烯的过程，给出了缺陷的形成概率与入射离子能量、离子种类以及离子入射角度之间的关系，并且应用非平衡态分子动力学计算辐照后磷烯热导率的变化。以缺陷形成概率为切入点，系统地研究了辐照离子的能量、辐照剂量、离子的种类以及离子的入射角度对磷烯热导率的影响。应用晶格动力学方法研究了空位缺陷对磷烯声子参与率的影响，并计...
《物理学报》|全固态锂离子电池内部热输运研究前沿
热输运 全固态锂离子电池 固-固界面
2022/3/23
本文简要阐述了全固态锂离子电池的特点及其内部热输运研究的意义。介绍并总结了国内外与正极材料、负极材料、固态电解质，以及电极与电解质界面热输运性质相关的实验和理论工作。针对脱嵌锂过程对电极材料热导率的影响机理尚不明确，非晶态转变对电极材料热输运研究的挑战，界面热输运模型与方法不足等问题，系统梳理了全固态锂离子电池内部热输运的重要前沿科学问题。
多孔石墨烯纳米带各向异性和超低热导的理论研究
多孔石墨烯 声子局域 热导 非平衡格林函数
2022/3/24
利用非平衡格林函数方法研究了多孔石墨烯纳米带的热输运性质。结果表明，由于纳米孔洞的存在，多孔石墨烯纳米带的热导远低于石墨烯纳米带的热导。室温下，锯齿型多孔石墨烯纳米带的热导仅为相同尺寸锯齿型石墨烯纳米带热导的12%。这是由于多孔石墨烯纳米带中的纳米孔洞导致的声子局域化引起的。另外，多孔石墨烯纳米带的热导具有显著的各向异性特征。相同尺寸下，扶手椅型多孔石墨烯纳米带的热导是锯齿型多孔石墨烯纳米带的2倍...
纳米组装相变储热材料的热设计前沿
相变 纳米组装材料 热设计 前沿
2022/4/1
本文简单回顾了固液相变储热材料发展历程，重点针对纳米多孔定形相变材料，从材料层面的研发设计，到热物理层面的微观限域空间负载、结晶、导热机理，乃至围绕异相/异质匹配提出的显著提升相变蓄传热性能的强化手段进行了总结。同时，指出了目前受制于单一尺度孔径无法兼顾储释热的密度和速率的现状，并探讨在此基础上借助新型多级尺度孔径的骨架材料以突破瓶颈的可能。最后，系统梳理了与之伴随的一系列亟待解决的科学问题、机遇...
热智能材料及其在空间热控中的应用
热智能材料 热导率 空间热控 智能调控
2022/4/1
空间技术等高新领域对智能高效的热控制技术的需求日益提高，而实现智能热控制技术的关键是要实现材料的热物性智能调控，于是热导率可响应外场变化的热智能材料成为了研究的焦点。本文梳理了热智能材料的最新研究进展，从调控机理、调控幅度、应用价值等角度出发，介绍了纳米颗粒悬浮液、相变材料、软物质材料、受电化学调控的层状材料和受特定外场调控的材料等不同种类热智能材料的研究现状，以及以热智能材料为基础的智能热控部件...
纠缠态表象在热场动力学中的应用
希尔伯特空间 量子主方程 热真空态 平移算符
2022/3/18
大多数量子系统都与外界环境之间存在某种热交换或热纠缠，受量子光学双光子纠缠态表象启发，本文将建立热纠缠态表象。根据Takahashi与Umezawa提出的热场动力学理论，热场混合态可以等效为一个量子纯态。因此，任意量子态在环境温度不为零（T≠0）时，系综期望值可以等效成对量子纯态的平均值。在温度趋向于无穷大时，可以得到热真空态的极限形式。类似于相干态，利用平移算符对热真空态极限形式做平移操作后，即...
谐振势阱中旋转广义玻色系统的热力学性质
旋转广义玻色气体 非广延参数 玻色-爱因斯坦凝聚
2022/3/23
以非广延Tsallis统计理论为基础，导出了广义玻色-爱因斯坦统计分布表达式，并用其分别讨论了三维和二维谐振势阱约束的旋转广义玻色气体的热力学性质。结合系统粒子数、玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）临界温度、基态粒子占据率和比热等物理量的解析表达式，分析了非广延参数和势阱旋转频率等因素对系统热力学性质的影响。
以伊利石为吸附剂，通过吸附实验探究U(Ⅵ)在伊利石上的吸附特征，分别考查了接触时间、吸附剂用量、U(Ⅵ)初始浓度、pH值及温度对吸附的影响。用FT-IR和SEM对吸附前后的伊利石进行表征，研究了U(Ⅵ)在伊利石上吸附的动力学和热力学过程。结果表明：吸附过程在10 h后达到动态平衡；在U(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L时，吸附效果最好；最佳吸附剂用量为0.03 g；pH值对伊利石吸附铀的影响显著，最佳...
为了探索改进化学气相沉积法(CVD)制备薄层MoS2的最佳制备温度,计算了不同温度下该反应体系吉布斯自由能的变化。在热力学计算的指导下,采用多温区管式炉制备MoS2纳米片,对反应温度和沉积温度进行了精准的掌控,并研究了几个重要参考温度对MoS2的影响。结果表明,改进型CVD法制备的薄层MoS2纳米片结晶质量高、厚度均匀;温度对MoS2的形貌、尺寸和结晶质量的影响显著,MoS2的尺寸随温度的升高而增...
过热液体R134a中活塞效应的数值模拟
过热液体 R134a 活塞效应 数值模拟
2019/4/18
针对一维密闭腔体中过热液体R134a的传热过程建立数学模型，并进行数值模拟研究。对计算区域左边界进行阶跃温差为1 K的等温加热，通过求解可压缩流体控制方程组，成功捕捉到流体内部存在的活塞效应，计算出其当量热导率，并分析过热程度对活塞效应的影响规律。结果表明：过热液体R134a中活塞效应当量热导率显著高于工质自身热导率，利用活塞效应可传递更高的热流密度，并实现更高的传热速率。
生物质炭深度还原铜熔渣的特性
铜熔渣 生物质炭 深度还原 热力学
2019/3/7
研究以生物质炭为还原剂，直接熔融深度还原铜熔渣中的有价金属的过程。对比分析生物质炭与煤粉在铜熔渣熔池熔炼还原过程的还原特性，探讨研究熔池温度、生物质炭添加量、反应时间等影响因素对熔渣中有价金属铁的价态改变及迁移规律的影响机制。研究结果表明：生物质炭能够有效替代传统煤质还原剂，实现铜熔渣的深度还原。在生物质炭含碳与铜熔渣全铁的物质的量比为1.375:1，反应温度为1 300 ℃时，金属铁的还原率可达...