一种评估周期性加热弯曲导线散热的简易数值方法

在许多情况下，三欧法（测量薄膜与界面热导率最精确灵敏的技术之一）中用作加热器/温度计双用途的导线必须包含弯折与弯曲，以避开样品表面的障碍物。尽管三欧法分析假定加热导线为无限长直导线，近期实验工作表明某些情况下可使用弯曲导线几何而不引入可检测的系统误差。我们描述了一种通用数值方法，可用于计算任意导线几何下的三欧加热导线温度。该方法为实验人员提供了简单的定量步骤，以计算特定导线不对称性所引起的系统误差大小。我们给出了两种有用情形的计算：具有任意角度单一弯折的直导线，以及构成圆的导线。我们发现，只要热穿透深度小于导线路径曲率半径的十倍，圆形导线附近同相温度振荡的振幅与解析直线源解的预测相差 $<$12%。在所有大于导线宽度的穿透深度下，距导线中 90$^{\circ}$ 弯折 1.5 倍导线宽度处的同相温度振幅处于直线源预测的 11% 以内。我们的计算表明，当导线弯折角小于 45$^{\circ}$ 时，直线源解显著失效。