基于离散系统格林函数方法的不规则形状介电粒子间近场辐射传热
应用物理
2023-01-16 v2
摘要
研究了由 SiO2 制成、形态以高斯随机球表征的不规则形状介电粒子之间的近场辐射传热（NFRHT）。粒子采用离散系统格林函数（DSGF）方法建模，这是一种基于涨落电动力学的体积分数值方法。该方法适用于有限的二维物体，所有系统相互作用均由广义系统格林函数独立于热激发定义。在针对两球和三球 SiO2 链解析解验证后，DSGF 方法被认为适用于建模不规则形状粒子间的 NFRHT。NFRHT 结果表明，在小于粒子尺寸的真空分离距离下（此 regime 中 NFRHT 为表面现象），粒子的几何不规则性导致总传导率相对于可比完美球体降低。在大于粒子尺寸的真空分离距离下，NFRHT 变为体积过程，不规则形状粒子间的总传导率收敛于可比完美球体的结果。然而，谱分析揭示，粒子不规则性在所有分离距离下均导致共振的阻尼和展宽，从而凸显了 DSGF 方法在近场谱工程中的重要性。当粒子尺寸大于真空分离距离时谱相干性的降低，归因于随机生成的畸变粒子特征内表面声子极化激元的耦合。对于粒子尺寸小于真空分离距离的情况，共振展宽和阻尼与高斯随机球的复合球谐形态所支持的多个局域化表面声子模式有关。
引用
@article{arxiv.2204.05399,
title = {Near-field radiative heat transfer between irregularly shaped dielectric particles modeled with the discrete system Green's function method},
author = {Lindsay P. Walter and Eric J. Tervo and Mathieu Francoeur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.05399},
year = {2023}
}
备注
59 pages, 9 figures, 6 supplementary figures