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摘要采用连续算法，对纳米颗粒聚集结构的微观近似模型进行数字生成。根据Bruggeman模型对纳米颗粒聚集结构的传热特性进行分析和计算，并将计算所得聚集结构的有效导热系数引入MG模型，进一步对氧化铜纳米颗粒悬浮液的有效导热系数进行计算。采用以上方法及单元体传热模型，计算不同条件下二氧化硅气凝胶的有效导热系数，分析气凝胶导热系数随结构参数、温度和压强变化的一般规律。通过与实验测得数据的对比，验证了以上方法和计算过程的可行性及合理性。关键词 聚集体 分形理论 气凝胶 有效导热系数 9008
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毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Imitation of Nanoparticle Clusters and Research of Effective Thermal Conductivity
Abstract
The approximate microscopic model of nanoparticle clusters is numerically established by the Sequential Algorithm. The analysis and calculation of heat transfer in aggregated structure of nanoparticles is based on the Bruggeman Model. In order to calculate the effective thermal conductivity of nanoparticle suspension of CuO, the result obtained by the Bruggeman Model is used in the MG Model. The effective thermal conductivity of silica aerogel in different condition is calculated by the method above and unit cell model. And the result shows that the geometric parameters of aerogel, temperature and pressure have an influence on the effective thermal conductivity of silica aerogel. The method and process of calculation is proved to be feasible and reasonable by comparing the calculation with experimental data.
Keywords aggregate fractal theory aerogel effective thermal conductivity
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状 1
1.3 本文的主要工作 4
2 纳米聚集颗粒微观模型的构建 4
2.1 聚集结构的分形特性 5
2.2 连续算法（SA） 6
2.3 集群聚合算法（CCA） 7
2.4 模型建立 8
3 氧化铜悬浮液有效导热系数的计算 14
3.1 聚集结构有效导热系数的计算 14
3.1.1 基本模型 15
3.1.2 团聚体内颗粒体积分数的计算 16
3.1.3 聚集结构的空间分布 16
3.2 悬浮液有效导热系数的计算 16
3.3 影响悬浮液有效导热系数的其他因素 17
3.4 计算过程及结果 18
4 二氧化硅气凝胶有效导热系数的计算 20
4.1 采用Bruggeman模型计算聚集结构有效导热系数 20
4.1.1 气相有效导热系数的计算 20
4.1.2 颗粒固相导热系数 22
4.1.3 辐射导热系数 22
4.2 利用近似传热模型计算气凝胶有效导热系数 24
4.2.1 基本计算过程 24
4.2.2 不同参数下气凝胶的有效导热系数 25
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1 研究背景
纳米材料自20实际70年代问世至今，其独特的物理、化学性质一直是人们关注的热点之一。纳米材料的发展大致上可以分为三个时期[1]，第一时期在1990年以前，研究重点集中在纳米材料的制备及其有别于常规材料的特性上。第二时期是1990年到1994年之间，这一时期研究热点转移到如何利用纳米材料独特的性能上，并且研究对象由单一纳米材料转变为纳米复合材料。第三时期为1994年至今，拥有了良好的基础，人们摆脱了对纳米材料研究及制备的随机性，从而根据自己意愿人为对材料的纳米结构进行控制，如将纳米颗粒与DNA分子进行结合，使无序的纳米微观体系进行精确的层级式构建[2]，从而制成拥有某种特殊结构、具有某种特定功能的纳米组装材料体系。