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：
芝原正彦
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18690/
关键词：
熱伝導界面熱抵抗分子動力学

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．

这项研究旨在考虑对独立于物质的规模或状态的热导率特性的一般描述，并使用它将物质分解为原子和分子，并找到一个描述两个用于频率分配的热流量的粒子之间的电导率特性，并使用此功能来表达整个系统或局部系统或局部系统的有效热电导率。为此，今年进行了以下研究项目。（1）评估包含固体和液体及其界面的分子模型系统中整个界面的热电阻的计算与振动特性之间的关系：使用分子动力学程序计划，该程序可以模拟分子模型的热传导状态，以模拟分子模型的液体固体界面和固体构造的效果，我们已经阐明了相互作用的效果整个界面的热电阻，并研究了流体分子和固体原子的振动特性的频率变化。（2）评估包含固体和液体及其界面的分子模型系统中局部互球的计算与振动性能之间的关系：使用分子动力学程序，该程序可以模拟分子模型系统的热传导状态，这些模型的热传导状态包含液体 - 溶质互动的液体互动互动的影响，我们阐明了相互作用的互动互动的影响。每个原子的耐药性，并根据频率研究了流体分子和固体原子的局部振动特性的变化。（3）研究固体液体界面处局部热流谱和频率依赖性界面电导的计算方法：我们研究了频率依赖性热流谱和界面电导的计算方法。