近场热辐射的数值模拟关于近场热辐射的各种实验探究表明，远场热辐射的相关理论在近场范围内已经不再适用，为探究近场辐射的相关特性以及辐射换热的本质，我们便需要建立一个能同时描述远场热辐射与近场热辐射的理论模型，目前使用较多的理论模型主要有以下两种，一是基于涨落耗散定理和涨落电动力学，采用格林函数法研究近场热辐射规律，另一种则是基于电磁场理论，分子动力学和蒙特卡洛等方法进行计算。近年来，学者们基于上述理论，通过数值模拟对辐射换热进行了大量的探究，本章将对近年来的不同理论模型的探究成果进行一个综述。83130

1  微纳球体之间的近场热辐射

1998年Chaumet等人[3]的研究表明，微纳球体之间的辐射换热采用偶极子近似法进行处理更为便捷。2004年，梁新刚等人[2]研究了温度，间距，半径对两个微纳米球体之间辐射换热的影响，其采用的方法大致为从偶极辐射出发，结合普朗克黑体辐射定律，并采用蒙特卡洛法进行模拟计算。其计算结果表明，辐射热通量随粒子的温度，间距，温差，半径的增加而减小。2005年Domingues等人[4]模拟计算了两个微纳球体之间在近场范围内的辐射换热，模拟结果表明近场辐射能强化两介质之间的传热，其换热量在数量级上已经远高出接触式换热。2007年 ，梁新刚等人[1]基于电动力学，首次从理论上推导了两个微纳米球体之间的辐射换热公式，并分别模拟计算了SiC微纳球体、Cu微纳球体之间的近场热辐射，其模拟结果表明，随着两球体之间间距的减小，其辐射换热量增加十分迅速。辐射换热量随着球体直径，球体间距离以及颗粒的材料改变而改变巨大，相对来说，温度对辐射换热的影响可以忽略。他们还提出，可用近场辐射换热来解释纳米流体内部的观察到的强化传热现象。2008年，Narayanaswamy等人[5]研究了两个温度不同的二氧化硅材质微纳球体之间的近场热辐射，他们的计算当中主要用到了向量赫姆霍兹方程以及涨落耗散定理。其计算结果表明，当球体半径大于该频段下波长时，描述近场热辐射理论就不再适用了。2008年Chapuis等人[6]研究了SiC微纳粒子之间，Au纳米粒子之间分别在真空条件下的近场和远场辐射。他们基于涨落耗散定理，采用并矢格林函数法导出了辐射换热量与微纳球体间距之间的关系，数值模拟结果表明，由于SiC材料的特殊性质，其在辐射传热过程中占主导地位的为电场能，而Au微纳球体之间的辐射换热占主导地位为磁场能，其推导的计算公式表明，近场辐射热通量与距离的6次方呈现出反比例关系，其辐射换热随距离减小增长率远高于远场辐射。论文网

2 微纳球体与平行平板之间的近场辐射换热

1999年Pendly等人[7]推导了钨针与钨平面之间的的近场辐射换热公式，并通过其推导结果计算了二者之间的辐射热通量。计算结果表明，近场辐射预计通量密度比基于黑体辐射理论的预测值要高出5-6个数量级。2001年Mulet等人[8]基于电磁场理论模拟了SiC微纳球体与SiC平板之间在真空条件下的近场辐射换热。模拟结果表明，随着二者距离的变化，单频热辐射功率在共振频率处存在两个峰值。2009年车志钊等人[9]基于偶极子相似法与涨落耗散定理，推导出用以描述微纳球体与半无限大平板之间的近场热辐射规律的理论公式，计算结果表明，近场辐射换热集中在某些仅与材料物理性质相关的光谱段内。粒子与平板间的近场辐射换热特性研究具有非常重要的现实意义，其换热特性在微纳米制造技术和微纳米测绘等方面有着广泛的应用前景。

3 平行平板间近场辐射换热 国内外近场热辐射研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_97803.html