微納尺度導熱是近些年傳熱學研究的重點和前沿方向。由于芯片散熱、高性能導熱材料、熱障涂層等應用的驅動,新型納米材料,例如石墨烯、碳納米管、二硫化鉬等的研發,微納尺度導熱測量的困難,使得微納尺度下的熱輸運模擬顯得尤為重要。
近年來,圍繞著微納尺度導熱領域開展了大量的研究,模擬計算方法的研究也有了很大的進步。從2000年以來的求解灰體近似的聲子玻爾茲曼輸運方程,平衡態、非平衡分子動力學,到2010年之后逐步發展的起來的非灰玻爾茲曼輸運方程,第一原理計算方法等各種模擬方法。使得模擬微納尺度下熱輸運的工具越來越豐富和準確。
該綜述論文首先從物理的角度介紹了尺度效應和相關的物理機理。進一步的詳細的介紹了近年來主流的微納尺度導熱模擬計算方法,包括第一原理計算、分子動力學、非平衡格林函數、聲子玻爾茲曼輸運方程的計算方法,并簡要的介紹了多尺度耦合方法。論文中也舉例說明了不同方法的應用場景和其主要的應用成果。另外,也分析了不同方法的區別和聯系,介紹了以及各自的優勢和不足。
該論文發表于ES Energy & Environment期刊。論文作者依次為上海交通大學鮑華老師,同濟大學陳杰老師,上海交通大學顧驍坤老師和清華大學曹炳陽老師。本論文是由工程熱物理學會傳熱傳質分會青年委員會于偉老師建議,2018年5月在上海舉行的“微納尺度傳熱研討會”期間,各位作者進行的充分的交流之后組織撰寫。
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