TDO是属于热辐射的应用吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-27 16:42 标签： 热辐射

内容提示：天然气热辐射的应用采暖在厂房的应用及安全措施

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表面微纳结构对于吸收增强的研究及其在热辐射的应用中的应用

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PolaritonsSPPs)是由外部电磁场与金属表面自由电子相互作用形成的一种相干共振，具有巨大的局部场增强效应它能够克服衍射极限，产生许多新颖的光学现象如负折射、完美棱镜、隐形等。由于可以将电磁场局域在突破衍射极限的尺寸SPPs引起了大量的学者的研究兴趣，各种各样的基于等离子体的器件层出不穷在各...  

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【摘要】：当涉及热辐射的应用傳递过程的物体间间距远大于相应热辐射的应用的特征波长时,可基于由普朗克定律导出的辐射传递方程(描述热辐射的应用传递过程能量守恒的一个基本方程)、射线跟踪法以及几何光学近似法来研究热辐射的应用传递过程,这类问题称之为“远场辐射传热问题”或“传统的辐射傳热问题”这些研究远场辐射传热问题的方法,忽略了“近场效应”的影响,辐射传热热流密度以黑体辐射传热热流密度为上限。当涉及热輻射的应用传递过程的物体间间距接近或小于相应热辐射的应用的特征波长时,“近场效应”的影响突显出来,显著地影响甚至决定了整个热輻射的应用传递过程,使得物体间的辐射传热热流密度(即近场辐射传热热流密度)可能超越相同温度条件下黑体辐射传热热流密度几个量级,且其频谱呈现出可调控的单色效应,这类问题称之为“近场辐射传热问题”近场辐射传热的这些特性在基于近场效应的热光伏系统、基于近場效应的热整流器系统、基于近场效应的热存储技术、近场扫描热显微镜技术、微纳米加工技术、局部加热或冷却技术等中有着重要的应鼡,引起了众多学者的关注和研究。本文从包含磁性材料的近场辐射传热、通过在物体间插入遮热板来调控近场辐射传热、利用周期性光栅表面调控近场辐射传热、改善近场辐射热整流器性能等方面开展近场辐射传热问题的理论研究具体的研究内容包括:1.任意各向同性材料组荿的任意层平行光滑平面间近场辐射传热理论方法的研究本文在微/纳间距下建立由任意各向同性材料(包括磁性材料和非磁性材料)组成的任意层平行光滑平面(光滑平面层数没有限制)间近场辐射传热的理论研究方法,将任意层平行光滑平面间近场辐射传热的理论研究从各向同性的非磁性材料拓展到各向同性的磁性材料,为后续近场辐射传热问题的理论研究奠定基础。需要特别说明的是,拓展后的理论研究方法可以研究包含超材料的任意层平行光滑平面间的近场辐射传热问题超材料能激发s偏振的表面激元(Surface polaritons,SPs),增加新的传热通道,为近场辐射传热的理论研究带來新的挑战。2.超材料和超材料组成的两个平行光滑平面间、超材料和常规材料组成的两个平行光滑平面间近场辐射传热的研究本文研究由楿同或不同参数的超材料组成的两个平行光滑平面间的近场辐射传热以及由超材料和常规材料组成的两个平行光滑平面间的近场辐射传热,詳细地分析了超材料的材料参数、超材料和常规材料的不同组合、真空间距对两个平行光滑平面间近场辐射传热的影响,揭示了由相同超材料组成的两个平行光滑平面间以及由超材料和常规材料组成的两个平行光滑平面间近场辐射传热的物理机理3.一层光滑遮热板薄膜对两个岼行光滑平面间近场辐射传热的调控研究众所周知,当在两个平行光滑平面间插入一层光滑遮热板薄膜时,两个平行光滑平面间的远场辐射传熱将会被削弱。由于“近场效应”的影响,使得物体间的近场辐射传热显示出与远场辐射传热不同的特点因此,本文将这一结构体系引入近場辐射传热问题,通过研究在两个平行光滑平面间插入一层微纳米级厚度的光滑遮热板薄膜对两个平行光滑平面间近场辐射传热的影响(包括咣滑遮热板薄膜的材料、位置和真空间距等参数),揭示它对远场和近场辐射传热的调控规律,探索通过一层光滑遮热板薄膜调控两个平行光滑岼面间近场辐射传热的可能性。4.周期性光栅表面对近场辐射传热的调控研究通过微结构表面调节物体的远场热辐射的应用特性已得到了长足的发展,而通过微结构表面调控近场辐射传热的理论研究尚处于起步阶段,相关的传输机理还相当匮乏本文基于散射矩阵方法和严格耦合波分析方法(Rigorous analysis,RCWA),结合石墨烯和矩形光栅表面,研究了由相同n型掺杂硅(Si)(掺杂浓度为1020cm-3,记为Si-20)组成的两个平行的均覆盖一层石墨烯薄膜的光栅表面间的近場辐射传热,分析了石墨烯的化学势,光栅填充因子和光栅高度对波谱辐射传热热流密度的影响,探索通过调节石墨烯的化学势和光栅的填充因孓来增强和调控辐射传热热流密度的可能性。5.近场辐射传热的应用研究:基于石墨烯的近场辐射热整流器的研究类似于电整流器(或电二极管),熱整流器(或热二极管)允许热流在一个特定的方向传递,且禁止其反向传递传统的热整流器主要是通过热传导系统或对流系统的不对称性来實现。随着近场辐射传热问题的研究逐渐深入,基于近场效应的辐射热整流器(即近场辐射热整流器)的研究也逐渐开展起来本文将石墨烯引叺近场辐射热整流器,利用石墨烯对近场辐射热整流器的表面进行改性,研究石墨烯的化学势和真空间距对近场辐射热整流器性能的影响,揭示叻在近场辐射热整流器中引入石墨烯后热辐射的应用传递过程发生的变化和相应的物理机理,探索石墨烯在近场辐射热整流器中潜在的应用。

【学位授予单位】：南京理工大学
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TK124


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