基于热超构材料的导热优化控制研究

项目名称： 基于热超构材料的导热优化控制研究

项目编号： No.51406168

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 侯泉文

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 热超构材料具有新颖的导热特性，已被用于简单区域的导热控制来实现热学隐身等。但由于对其导热特性和调控机理认识的缺乏，其在导热优化控制领域的应用受到限制。本项目将以热超构材料为研究对象，通过理论、仿真和实验相结合的方法，研究其导热特性和结构设计方案，从而实现利用超构材料对导热进行优化控制。基于有效介质理论建立热超构材料各向异性热导率与材料几何结构的关系，并通过数值仿真进行验证。从傅里叶导热定律出发，利用坐标变换方法，建立反映超构材料各向异性特性的导热模型；基于此模型数值研究各向异性特征对导热行为的影响，分析建立各向异性特点对导热的控制规律。基于各向异性导热模型，建立导热优化控制问题的数学模型，并从理论上给出满足目标的超构材料的热导率分布，对其进行结构设计和数值验证,并对二维导热情形进行材料加工和实验验证。此项研究将加深人们对结构复杂材料的导热行为的理解，推动导热优化控制理论和方法的进一步发展。

中文关键词： 导热；超材料；导热隐身；导热伪装；各向异性材料

英文摘要： Thermal metamaterials, which have novel heat conduction characteristics, have been applied to manipulate heat conduction in simple regions to realize thermal cloak. Due to the lack of the heat conduction catachrestic and mechanism of manipulation, the app

英文关键词： heat conduction；metamaterial；thermal cloak；thermal illusion；anisotropic material