热脉冲实验中非傅里叶效应的新型评估方法
应用物理
2021-01-05 v1 材料科学
摘要
热脉冲（闪光）实验是一种众所周知且被广泛接受的材料热扩散率测量方法。近年来，人们观察到非均质材料的热行为可能偏离经典傅里叶方程，导致不同的热扩散率，并且需要进一步的的热参数来识别。此类非均质性可以是金属泡沫中的夹杂物、复合材料中的层状结构，甚至是岩石中的裂纹和多孔部分。此外，下一个候选方程，即所谓的Guyer-Krumhansl方程，已在这些实验上成功检验。然而，这些近期评估需要计算密集的拟合过程，使用无数数值解，即使通过手工找到了参数的良好初值。本文提出了Guyer-Krumhansl方程的Galerkin型离散化，这有助于我们找到时间相关边界条件下相当简单的解析解。利用该解析解，我们开发了一种新的评估技术，可使用测量的温度历史立即估计所有必要的热参数。
引用
@article{arxiv.2101.01123,
title = {Novel evaluation method for non-Fourier effects in heat pulse experiments},
author = {Anna Fehér and Róbert Kovács},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01123},
year = {2021}
}