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金属薄膜热传导及微时间尺度下多物理场耦合的若干问题研究

专 业: 固体力学
关键词: 微尺度 热传导 金属薄膜 多物理场耦合
分类号: O343.6  TB43
形 态: 共 139 页 约 91,045 个字 约 4.355 M内容
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内容摘要


该文对金属薄膜热传导和微尺度下时间多物理场耦合问题进行了研究。

运用数值差分方法对金薄膜的短脉冲激光加热问题进行研究,揭示了薄膜中热传递的波特性以及在短脉冲激光加热过程中电子气温度和晶格温度显示出的非平衡态行为。

同时给出当热源强度极高且加热时间远小于达到热平衡的时间并在薄膜厚度满足一定的条件时,电子气和金属晶格的对流热损失对薄膜热行为的影响,并在数值计算的基础上讨论了热容比、对流系数、松弛时间等材料常数和初始温度等工作条件对电子气和晶格对流热损失的影响。

对微时间尺度下受到内热源的热弹性和磁热粘弹性耦合问题进行了研究。

运用势函数和变换Laplace和Fourier变换的方法,得到了变换域内场量的精确表达式,再通过级数展开法,得到了在短时间范围内表面位移的近似解析解。

在耦合的广义理论下研究了处于真空中的磁热粘弹性半空间表面波的反射问题,讨论了在入射波为旋转波和膨胀波时在表面所引起的波的反射,给出了反射系数率反射波振幅与入射波振幅之比的表达式,在材料为aceylic plastic时计算了在三种理论LS理论、GL理论和传统的耦合热弹性理论下磁场、耦合常数和粘性对反射系数率的影响并用图示出。

同时对处于均布磁场中的两个微极性粘弹性半空间界面的磁热粘弹性表面波问题进行了研究,在广义热粘弹性理论下给出了问题的控制方程。

运用界面连续性条件得到了谐波的频率方程。

同时对几种特殊情况进行了讨论,并给出了Rayleigh波的频率方程,说明了该文所得到的微极性粘弹性介质中的频率方程是一种更为一般的情况……

全文目录


文摘
英文文摘
主要符号表
第一章 绪论
1.1前言
1.2热传导理论研究现状
1.3热弹粘弹性理论研究现状
1.4多物理场耦合理论研究现状
1.5本文的主要工作
第二章 基本理论的介绍
2.1前言
2.2基本的热弹性理论
2.3多物理场耦合理论
2.3.1热弹性理论
2.3.2粘弹性理论
2.3.3电磁场理论
2.3.4微极理论
2.3.5初边值条件
2.3.6求解方法
2.4本章小结
第三章 金属薄膜热传导问题的研究
3.1前言
3.2薄膜短脉冲激光加热问题的研究
3.2.1控制方程
3.2.2算法
3.2.3应用
3.3对流热损失对薄膜热传导的影响
3.3.1定性分析
3.3.2定量分析
3.4本章小结
第四章 受到内热源的多物理场耦合问题的研究
4.1前言
4.2具有内热源的一维广义电磁热粘弹性问题的研究
4.2.1基本公式
4.2.2变换域内问题的解
4.2.3数值逆变换
4.2.4数值结果
4.3 GL理论下受到运动内热源的热弹性问题的研究
4.3.1基本公式
4.3.2变换域内问题的解
4.3.3短时间近似解
4.3.4结果分析
4.3.4数值解
4.4 GL理论下受到运动内热源的磁热粘弹性问题的研究
4.4.1基本公式
4.4.2变换域内问题的解
4.4.3短时间近似解
4.4.4结果分析
4.4.5数值解
4.5本章小结
附录
第五章 广义磁热粘弹性波的研究
5.1前言
5.2广义理论下磁热粘弹性波的研究
5.2.1基本公式
5.2.2问题的解
5.2.3边界条件
5.2.4反射系数的表达式
5.2.5特例
5.2.6数值计算
5.3两个微极性粘弹性介质界面的磁热粘弹性波的研究
5.3.1基本公式
5.3.2问题的解
5.3.3边界条件
5.3.4频率方程
5.3.5特例
5.3.6Rayleigh波
5.4本章小结
第六章 结论
参考文献

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中图分类: > O343.6 > 数理科学和化学 > 力学 > 固体力学 > 弹性力学
其他分类: > TB43 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工业通用技术与设备 > 薄膜技术

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