利用线性传导超材料实现非对称热传递
应用物理
2022-09-09 v1
摘要
非对称热传递系统，常被称为热二极管或热整流器，因其广泛的应用前景而受到越来越多的关注。以往大多数宏观热二极管要么借助具有强温度依赖性的非线性热导率（其在天然材料中可能相当受限或固定），要么依赖需要辅助能量载荷的主动调制。在此，我们提出了一种利用线性传导材料被动实现非对称热传递的简便策略。该策略也为利用非线性热导率设计非对称热传递引入了新颖的审视视角，纠正了可分离非线性热导率无法实现热整流这一误解。非线性扰动模式可被灵活设计，以在热传导中产生有效且广泛的扰动，从而模仿并规避天然对应物所固有的热非线性约束。对表面热辐射和热对流的独立实验表征证实，分级线性热超材料与环境之间的热交换可被调控以实现宏观非对称热传递。我们的工作有望启发热传递控制的概念模型，作为先进热管理、热计算和热输运的稳健且便捷的平台。
引用
@article{arxiv.2209.03583,
title = {Asymmetric Heat Transfer with Linear Conductive Metamaterials},
author = {Yishu Su and Ying Li and Minghong Qi and Sebastien Guenneau and Huagen Li and Jian Xiong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03583},
year = {2022}
}