【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微纳结构及器件传热数值模拟，尤其涉及一种材料传热分析方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、随着集成电路领域和电子制造领域的迅速发展，高性能芯片中常常包含各种低维度纳米结构，包括纳米薄膜、纳米线、纳米棒以及纳米多孔介质等。这些纳米结构的热性质和热耗散性能会对相应器件的性能产生显著的影响，因此，针对纳米结构传热的模拟研究显得十分重要。
2、目前，常用的传热模拟研究方法通常是利用有限差分、有限体积和有限元等方法对宏观热传导方程进行求解，或者利用有限体积、蒙特卡洛法和格子玻尔兹曼方法(lattice boltzmann method，lbm)等对玻尔兹曼热输运方程进行求解。由于热传导方程是一种基于宏观连续介质而提出的方法，在纳微结构及器件的传热模拟中难以适用；并且，当器件的特征尺寸接近声子的平均自由程时，传统lbm难以体现尺寸效应对声子热属性参数的影响。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种材料传热分析方法、装置、电子设备及存储介质，以实现提高传热分析结果的准确率的效果，为高效准确的模拟纳微结构的传热过程提供了可能。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种材料传热分析方法，该方法包括：
3、获取与目标材料相对应的至少一类声子的声子波矢、声子角频率以及所述目标材料在目标温度下的热导属性值；
4、基于所述声子波矢、所述声子角频率和所述热导属性值，确定所述声子的单位体积总热容、群速度、平均自由程和弛豫时间；
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6、根据所述单位体积总热容、所述群速度和所述能量密度分布，确定有效热导属性值，并基于所述有效热导属性值对所述目标材料进行传热分析。
7、根据本专利技术的另一方面，提供了一种材料传热分析装置，该装置包括：
8、热导属性值获取模块，用于获取与目标材料相对应的至少一类声子的声子波矢、声子角频率以及所述目标材料在目标温度下的热导属性值；
9、弛豫时间确定模块，用于基于所述声子波矢、所述声子角频率和所述热导属性值，确定所述声子的单位体积总热容、群速度、平均自由程和弛豫时间；
10、有效弛豫时间确定模块，用于基于所述声子的弛豫时间和与所述目标材料相对应的目标格子模型，确定所述声子的有效弛豫时间，并根据所述群速度和所述有效弛豫时间确定所述声子的能量密度分布；
11、有效热导属性值确定模块，用于根据所述单位体积总热容、所述群速度和所述能量密度分布，确定有效热导属性值，并基于所述有效热导属性值对所述目标材料进行传热分析。
12、根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
13、至少一个处理器；以及
14、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
15、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例所述的材料传热分析方法。
16、根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例所述的材料传热分析方法。
17、本专利技术实施例的技术方案，通过获取与目标材料相对应的至少一类声子的声子波矢、声子角频率以及目标材料在目标温度下的热导属性值，然后，基于声子波矢、声子角频率和热导属性值，确定声子的单位体积总热容、群速度、平均自由程和弛豫时间，进一步的，基于声子的弛豫时间和与目标材料相对应的目标格子模型，确定声子的有效弛豫时间，并根据群速度和有效弛豫时间确定声子的能量密度分布，最后，根据单位体积总热容、群速度和能量密度分布，确定有效热导属性值，并基于有效热导属性值对目标材料进行传热分析，解决了现有技术中基于格子玻尔兹曼方法得到的纳微材料的传热分析结果不准确的问题，通过对传统的格子玻尔兹曼方法进行改进，实现了可以在多个温度条件下对任意一种材料(包括宏观材料和纳微材料)的传热能力进行分析的效果，提高了传热分析结果的准确率，为高效准确地模拟纳微结构的传热过程提供了可能。
18、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
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1.一种材料传热分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述声子波矢、所述声子角频率和所述热导属性值，确定所述声子的单位体积总热容、群速度、平均自由程和弛豫时间，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述声子的弛豫时间和与所述目标材料相对应的目标格子模型，确定所述声子的有效弛豫时间，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述群速度和所述有效弛豫时间确定所述声子的能量密度分布，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述单位体积总热容、所述群速度和所述能量密度分布，确定有效热导属性值，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述单位体积总热容、所述群速度和所述能量密度分布，确定所述声子的热流密度分布，包括：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述热流密度和所述温度梯度，确定所述有效热导属性值，包括：
8.一种材料传热分析装置，其特征在于，包括：
9.一种电子
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的材料传热分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种材料传热分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述声子波矢、所述声子角频率和所述热导属性值，确定所述声子的单位体积总热容、群速度、平均自由程和弛豫时间，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述声子的弛豫时间和与所述目标材料相对应的目标格子模型，确定所述声子的有效弛豫时间，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述群速度和所述有效弛豫时间确定所述声子的能量密度分布，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述单位体积总热容、所述群速度和所述能量...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯超峰，黄宇峰，葛蔚，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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