一种基于超材料的多源热流调控方法、系统、终端及介质技术方案

本发明专利技术涉及多源热流调控技术领域，公开了一种基于超材料的多源热流调控方法、系统、终端及介质，利用热传导方程的形式不变性，通过坐标变换来实现导热材料的本构参数的变换，从而控制热流量在物理空间的分布。多源热流调控方法是在热流传播路径控制方法研究的基础上，针对物体受内外多种热源的综合影响，以及温度场不均匀，进而造成不规则变形的情况，建立基于超材料的多源热流调控方法，基于坐标平移变换和压缩变换，推导导热结构材料的热导率分布，实现热流从高温区域向低温区域沿指定方向的可控传播，对多热源在结构内的传递的有效调控，使得多热流温度场得到了均衡控制。使得多热流温度场得到了均衡控制。使得多热流温度场得到了均衡控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超材料的多源热流调控方法、系统、终端及介质


[0001]本专利技术涉及多源热流调控
，尤其涉及一种考虑物体具有多热源以及温度场不均匀，并可较快获得较低温度的理想温度场分布的多源热流调控方法，具体为一种基于超材料的多源热流调控方法、系统、终端及介质。

技术介绍

[0002]由热力学第二定律可知，热量总是沿高温物体/区域向低温物体/区域进行传播，当结构简单、材料分布均匀、热源单一时，热流传播路径简单、规则，形成的温度场简单且分布均匀。然而，当存在多个热源或物体结构复杂时，导致热流传播路径不再是简单、规则的直线，且形成的温度场呈不均衡分布，当物体内部存在两个热源，则物体的热流传播路径为曲线，此时的等温线也呈不规则曲线分布，如图1，并且物体部件结构如果不规则，内部存在较多孔洞，在受到内、外多种热源时，其内部热流传播路径不规则，温升和温度场分布情况也复杂，如何对多热源结构进行内部传播路径进行有效调控，使得温度场能够均衡，现有技术中没有有效的解决方案。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超材料的多源热流调控方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立基于超材料的多源热流模型；步骤2，根据材料的热流传播路径进行坐标变换，并将坐标变换后的材料坐标参数输入至基于超材料的多源热流模型内计算得到材料的热导率；步骤3，将材料的热导率输入至超材料的多源热流的瞬态仿真内，实现对超材料的多源热流调控工作。2.根据权利要求1所述的一种基于超材料的多源热流调控方法，其特征在于，步骤1中，基于超材料的多源热流模型根据无源热传导方程在物理变换空间的形式不变性，其中无源热传导方程的计算公式如下：其中，表示梯度算符,κ是媒质的热导率,T是温度；ρ为密度，c为热容；在无源热传导方程在物理变换空间的形式不变性的具体的公式如下：其中，表示在变换空间求梯度；κ'和T'分别为变换空间媒质的热导率和温度；ρ'和c'分别为变换空间的密度和热容。3.根据权利要求2所述的一种基于超材料的多源热流调控方法，其特征在于，变换空间的密度和热容的计算公式如下：变换空间媒质的热导率的计算公式如下：其中，J为雅可比变换矩阵,J
T
是J的转置,det(J)是矩阵的行列式雅可比变换矩阵的计算公式如下：其中，(x'，y')表示变换空间，(x，y)表示物理空间，为求偏导。4.根据权利要求1所述的一种基于超材料的多源热流调控方法，其特征在于，步骤2中，坐标变换包括坐标平移变换和坐标压缩变换，其中坐标平移变换为将热量沿轴线平移至一端距离，改变原始热流的传播路径；坐标压缩变换利用伸缩变换原理，将热量进行宽度上的压缩，依次将热量集中在设定区域内。
5.根据权利要求4所述的一种基于超材料的多源热流调控方法，其特征在于，坐标平移变换前后的坐标关系式如下：x
′
＝xy'＝y
‑
x tan(θ)将平移后的坐标输入至基于超材料的多源热流模型内，得到平移变换后的雅可比矩阵和变换空间媒质的导热率；其中平移变换后的雅可比矩阵公式如下：平移变换后的变换空间媒质的导热率的计算公式如下：κ
′
xx
＝κκ'

【专利技术属性】
技术研发人员：李旸，何文蕾，聂喆，田景尧，赵万华，刘辉，张会杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：