通过操控能量系统循环中的瞬态行为来控制和最大化有效热物性

瞬态过程通常构成能量系统循环的一部分。如果巧妙操控，它们实际上能够帮助系统表现出有益的行为以满足设计者的需求。在本研究中，我们分析了与热导率（$\kappa$）和热容（$c_{v}$）相关的行为。结合通过理论和模拟获得的温度及流速解，本文报告了三个发现：(1) 有效 $\kappa$ 和有效 $c_{v}$ 可以被控制，从其固有的材料属性值变化到几个数量级以上；(2) 一个暂命名为“非线性热偏置”的参数被识别出来，并可用作估算加热过程中传入系统的能量以及系统温度有效工作范围的判据；(3) 当水体（如浩瀚的海洋）处于底部冷、顶部热的边界条件下时，操控一个固体螺旋桨状系统的瞬态行为或许是可行的，使得该系统能被由通过螺旋桨的顶-底热传导引起的微弱浮力所驱动旋转，前提是螺旋桨的密度选择为接近水的密度。这种旋转运动同时起到执行水力做功和增加系统有效热导率的作用。