基于微观结构的气凝胶热导率研究
毕业论文关键词 气凝胶 三文随机生长模型 Boltzmann 方法 等效热导率
Title Study of Aerogel Thermal Conductivity Based on the Microstructure
Abstract
Based on the structural characteristics of aerogels, a method, a 3D random
growth model was established based on QSGS. Several aerogel random microscopic
structure model were reconstructed to be used in numerical simulation with
Boltzmann. This paper analyzes the impact of material porosity, ambient air
pressure and temperature on the aerogel equivalent thermal conductivity, and
on this basis to extract the engineering relationship. The results showed that
the aerogel high porosity and nan scale structure are the main cause of the
low thermal conductivity of the material. Under the best circumstances
porosity, thermal heat transfer.
Keywords Aerogel Boltzmann 3D random growth models Equivalent thermal conductivity
目 次
1 引言 . 1
1.1气凝胶的发展现状 . 1
1.2气凝胶的特点及应用 . 2
1.3本文主要研究内容 . 2
2 气凝胶结构模型 . 4
2.1现有气凝胶结构模型生成方法 . 4
2.1.1 DLA方法 4
2.1.2 DLCA方法 . 4
2.1.3 MCCA方法 . 5
2.2.4 QSGS方法 5
2.2三文随机生长模型 . 6
3 数值计算方法 . 10
3.1 能量方程 10
3.2 格子Boltzmann方法 11
4 热导系数、 13
4.1气相导热率 13
4.2固相热导率 13
4.3等效热导率公式 13
5 结果与讨论 15
5.1孔隙率的影响 16
5.1.1气相热导率 . 17
5.1.2等效导热率 . 17
5.2 气压的影响 19
5.2.1气相热导率 . 19
5.2.2等效热导率 . 19
5.3 温度的影响 21
5.3.1气相热导率 . 21
5.3.2等效热导率 . 21
5.4 工程关系式 23
结 论 . 24
致 谢 25
参考文献 26 1 引言
气凝胶通常指以纳米量级颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构的轻质纳米固态材料, 其
骨架颗粒直径约1~20 nm, 孔隙尺寸约2~50 nm, 孔隙率可以高达90%以上[1]
。气凝胶是世界
上已知密度最低的人造发泡。 由于其纳米尺度的多孔网络结构导致气凝胶材料具有热学、
光学、声学、电学等一系列特殊的性能, 并可广泛应用于能源、建筑、化工、航空航天等领
域
1.1 气凝胶的发展现状
气凝胶最早由美国科学工作者 Kistler[2]
在 1931 年制得，但受制于当时科研手段的局限
下一篇：接触热阻的实验研究+文献综述