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摘要近年来，随着航空航天，医药化工、能源动力等技术的高速发展，泡沫金属的应用日趋广泛。这类金属力学性能优良，透气性高，材料容重很小，热导率低，具有性能优良，透气性高，热导率低等优点。本文利用COMSOL软件建立了三文的球状模型和二文的平板模型，对辐射热流作用下微细多孔金粒子和铝金属的温度场分布进行了数值模拟。在此过程中分别就微尺度下的辐射特征进行了分析，分析了孔隙单元尺寸、入射波长、电场强度等因素对金粒子内部温度分布的影响，研究结果表明上述因素的变化使得金粒子和铝多孔介质内部的温度场将发生显微变化，温度呈现对称分布。28905
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关键词 ： 辐射热流 泡沫金属 温度分布
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Temperature distribution simulation of micro porous Metal medium under the radiation heat flux
Abstract
In recent years, with the rapid development of the aerospace, pharmaceutical and chemical, power and other energy technologies, the increasingly widespread use of metal foam. Such metal excellent mechanical properties, high permeability, low bulk density materials, low thermal conductivity, excellent performance, high permeability, low thermal conductivity and so on. In this paper, COMSOL software to build a three-dimensional spherical model of the temperature field action under the radiant heat flux distribution of micro-porous gold particles were simulated. In this process, respectively microscale radiation characteristics were analyzed, the influence of pore cell size, incident wavelength, the electric field strength on the internal temperature distribution of the gold particles, the findings show that these factors change the temperature inside the gold particles field microscopic changes will occur, the temperature exhibit symmetrical distribution.
Keywords Radiant heat flux Foamed metal Temperature distribution
目 次
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义1
1.2 国内外研究现状2
1.3 本文主要研究内容2
2 计算模型4
2.1 泡沫金粒子的温升机理4
2.2 泡沫金粒子的几何建模6
2.3 泡沫金粒子的电磁辐射和固体热传导数学模型11
3 数值模拟结果分析22
3.1 孔径大小对温度分布的影响22
3.2 入射波长对温度分布的影响25
3.3 电场强度对温度分布的影响27
3.4二文铝多孔金属的温度分布30
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
近几年来，随着航空航天等科学领域的快速发展，泡沫金属的应用日趋广泛，所谓泡沫金属是指在金属基体材料中填充大量的泡沫状孔隙结构而使其具有高的孔隙率（多孔体中所有孔隙的体积与多孔体总体积之比）的一系列金属的总称。这类材料独特的多孔物理结构使其在传热，力学等方面表现出与普通结构材料相比较优越的性能。
自从上世纪50年代以来，泡沫金属的出现已有半个多世纪，人们对其要求也从最初简单的宏观物理性能转变为微观纳米尺度下的实现其功能。当今，对于微细多孔金属介质在纳米尺度范围内的已经有很多的报道，例如纳米棒，纳米微细颗粒等等。与基体金属不同的是，泡沫金属其自有高表面积比，质地轻、有良好的隔音效果等优点使其在 化工，航天航空、电子信息等产业具有突出的应用价值和良好的发展趋势。在力学 方面，泡沫金属有一下优点：1、泡沫金属的表观密度低于其对应的基体材料密度，从而可以减轻应用物体的结构重量，例如在航空领域可以提高飞机的推重比，降低油耗等。2、泡沫金属内部独特的网状多孔结构可以很好的吸收外界的能量，可作为消音壁等吸能装置。3、传热方面，由于泡沫金属内部多孔结构所具有的大表面积，在水、空气强制对流的条件下，对流换热系数将大大增强，同时由于内部的多孔结构扰动使得气体或者液体的流动变得紊乱成为湍流，使得换热效果得到很大的提高。反之，在没有强制对流的条件下，例如，航天飞机的隔热材料，由于内部多孔介质充满了空气使得导热系数减小，保证了飞机内部在再入大气层的时候温度不易升高，保护了设备的安全。4、不同的泡沫金属孔隙率，孔隙尺寸、孔隙的分布是不同的，人为的通过改变这些不同的影响因素可以制造出性能各异的满足人类生活发展需求的材料，比如在多相流沸腾换热，生物医学等方面。