热科学与技术

作者：梁恒,刘益才,汪谦旭,郑梓敏,邓炎,姚尧,张玙

单位：中南大学能源学院与工程学院,中南大学能源学院与工程学院,中南大学能源学院与工程学院,中南大学能源学院与工程学院,中南大学能源学院与工程学院,中南大学能源学院与工程学院,中南大学能源学院与工程学院

关键词：有效热导率,泡沫金属,复合材料,数值模拟,热传导,

基金：国家自然科学基金项目（51776226）中南大学研究生自主探索创新项目(2020zzts518)

基于十四面体泡沫金属的单元晶胞结构，提出了一种高孔隙率开孔泡沫金属复合材料有效热导率的预测模型。热量沿热流方向在金属骨架和填充介质中的并行传递，推导得出包含结构参数f（节点边长与韧带半径之比）和d（韧带半径与韧带长度之比）的有效热导率计算式。在孔隙率0.889≤ ε ≤0.977时，针对单元晶胞的十六分之一结构，采用数值模拟的方法并结合实验数据的对比分析，校正了与有效热导率紧密相关的两个无量纲参数f和d，并以孔隙率的二阶多项式拟合出f变量的函数关系，以孔隙率的三阶多项式拟合出d变量的函数关系，从而确定出有效热导率的预测模型。通过与其他几种预测模型和实验数据的比较分析，结果表明：验证了当前预测模型具有较高的正确性和有效性，与实验值的平均相对误差ARD和相对均方根误差RMS分别为2.93%和3.50%，相对其他模型具有更高的预测精度。

来源：2022年第6期

《热科学与技术》期刊编辑部

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