General description of heat conduction in liquid and solid using frequency resolved heat flow and energy transport characteristics between atoms and molecules

使用原子和分子之间的频率解析热流和能量传输特性对液体和固体中的热传导进行一般描述

基本信息

  • 批准号:
    21K18690
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-07-09 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は,物質のスケールや状態に依存しない熱伝導特性の一般的な記述を考えることを目的として,物質を原子・分子にまで分解し,周波数分解した熱流に対する二つの粒子間の伝導特性を記述する関数を求めて,それを用いて注目する系全体または局所の有効熱伝導特性を表現することを考えている.そのために,本年度は以下の研究項目を実施した.(1)固体・液体およびその界面を含む分子モデル系における界面全体の熱抵抗の算出と振動特性の関係の評価: 液体-固体界面を含む分子モデル系の熱伝導状態をシミュレートできる分子動力学プログラムを用いて,界面の微細構造ならびに流体分子-固体原子間の相互作用強さが界面全体の熱抵抗に与える影響を明らかにするとともに,周波数に依存した流体分子と固体原子の振動特性の変化を調べた.(2)固体・液体およびその界面を含む分子モデル系における局所的な界面熱抵抗の算出と振動特性の関係の評価:  液体-固体界面を含む分子モデル系の熱伝導状態をシミュレートできる分子動力学プログラムを用いて,界面の微細構造ならびに流体分子-固体原子間の相互作用強さが1原子あたりの局所界面熱抵抗に与える影響を明らかにするとともに,周波数に依存した流体分子と固体原子の局所振動特性の変化を調べた.(3)固液界面における局所的な熱流スペクトルおよび周波数に依存した界面コンダクタンスの算出方法の検討: 周波数に依存した熱流スペクトルおよび界面コンダクタンスについて,その算出方法の検討を行った.
In this study, the general description of the thermal conductivity characteristics of matter depends on the state of matter, and the purpose of this study is to describe the thermal conductivity characteristics of matter atoms and molecules, and to calculate the relationship between the thermal conductivity characteristics of matter atoms and molecules, and to obtain the thermal conductivity characteristics of matter particles. The following research projects were implemented during the year. (1) Evaluation of the relationship between thermal resistance and vibration characteristics of the interface between solid and liquid phases including molecular systems: The thermal conductivity of the liquid-solid interface is dependent on the number of cycles and the vibrational properties of the fluid molecules and solid atoms. (2) Evaluation of the relationship between thermal resistance calculation and vibration characteristics of solid/liquid interfaces containing molecular components: The thermal conductivity state of the liquid-solid interface system containing molecules is determined by molecular dynamics. The fine structure of the interface and the strong interaction between the fluid molecules and the solid atoms are determined by molecular dynamics. The thermal resistance of the liquid-solid interface depends on the frequency of the interaction. (3) The calculation method of solid-liquid interface heat flow depends on the cycle number.

项目成果

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专利数量(0)
MOLECULAR DYNAMICS STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN DENSITY DEPLETION LENGTH AND INTERFACIAL THERMAL RESISTANCE AT NANOSTRUCTURED SURFACES
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  • DOI:
    10.1615/heattransres.2022044125
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Jiang Zhiwen;Shibahara Masahiko
  • 通讯作者:
    Shibahara Masahiko
微細構造を設けた固液界面における局所熱抵抗分布に関する分子動力学解析
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jiang Zhiwen;Shibahara Masahiko;大木祐利,藤原邦夫,芝原正彦
  • 通讯作者:
    大木祐利,藤原邦夫,芝原正彦
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