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能够同时调控热传导、热对流和热辐射的热隐身斗篷制造技术

技术编号:24207703 阅读:32 留言:0更新日期:2020-05-20 15:23
本发明专利技术属于红外技术领域,具体为一种能够同时调控热传导、热对流和热辐射的热隐身斗篷。本发明专利技术的热隐身斗篷,为二维双层壳结构;被隐藏区域无热流通过,同时影响背景的温度分布。设

A thermal invisibility cloak that can control heat conduction, convection and radiation at the same time

【技术实现步骤摘要】
能够同时调控热传导、热对流和热辐射的热隐身斗篷
本专利技术属于红外
,具体涉及能够同时调控热传导、热对流和热辐射的热隐身斗篷。
技术介绍
在传热过程中,热传导、热辐射和热对流总是同时存在。然而,现有的热学装置只考虑了热传导过程,这与实际条件是不一致的。事实上,根据普朗克热辐射定律,任何温度不为零的物体都会发出热辐射,热对流在我们的生活中更为普遍。因此,传统的热超构材料在这种条件下不能工作,这在很大程度上制约了其实际应用。为了解决这个问题,基于多孔介质中的傅里叶定律、Rosseland扩散近似和达西定律,在本专利中我们提出了一个可以同时处理热传导,热辐射和热对流(全热学)的有效媒质理论。此外,利用该理论本专利设计了一种全热学中的双层热隐身斗篷和热透明装置。通过不同边界条件下的有限元模拟验证了该理论。全热学器件在实际场景中有着广阔的应用前景,例如:高温或流体中的热伪装,热管理,非线性热学等等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种能够同时调控热对流、热传导和热辐射的热隐身斗篷。本专利技术设计的能够同时调控热对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够同时调控热传导、热对流和热辐射的热隐身斗篷,其特征在于,为二维双层壳结构;被隐藏区域无热流通过,同时影响背景的温度分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种能够同时调控热传导、热对流和热辐射的热隐身斗篷,其特征在于,为二维双层壳结构;被隐藏区域无热流通过,同时影响背景的温度分布。


2.根据权利要求1所述的能够同时调控热传导、热对流和热辐射的双层热隐身斗篷,其特征在于,设计原理如下:
在考虑传热过程的多孔介质中,总热流J由传导热流J1,辐射热流J2和对流热流J3组成,其中,热传导过程通过Fourier定律描述,热辐射通过Rosseland扩散近似描述,多孔介质中的热对流过程通过达西定律描述:









其中,ρf,Cf和ηf分别表示流体材料的密度,热容和动力学粘度,ζ为多孔介质的渗透率,P为压强,κ为多孔介质的热导率,γ=16β-1n2σ/3为热辐射系数,β为Rosseland平均消光系数,n为相对折射率,取n=1,σ为Stefan-Boltzmann常数,其值等于5.67×10-8Wm-2K-4,T代表温度;
由于多孔介质是由液体和固体组成,所以其中为多孔介质的孔隙率,κf和βf为流体的热导率和消光系数,κs和βs为固体的热导率和消光系数;
热导...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄吉平杨帅须留钧
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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