变换热对流：隐身、聚集与伪装
材料科学
2018-02-28 v1
摘要
热量通常可通过热传导、热辐射和热对流传递。现有的变换热学(transformation thermotics)与变换光学理论分别能处理热传导与热辐射。遗憾的是，由于缺乏合适的理论，变换理论中从未涉及热对流，从而限制了与流体（液体或气体）传热相关的应用。在此，我们首次通过考虑对流-扩散方程、纳维-斯托克斯方程和达西定律，发展了变换热对流的一般理论。通过引入多孔介质，我们得到一组在坐标变换下保持形式不变的耦合方程。作为模型应用，该理论有助于展示隐身、聚集和伪装效应。我们的有限元模拟证实了理论发现。本工作为热对流提供了一般的变换理论，从而揭示了热对流的一些新颖行为；它不仅为如何通过结合热传导、热辐射与热对流来控制传热提供了新启示，而且有益于质量扩散及其他包含一组方程且需要同时变换速度的相关领域的研究。
引用
@article{arxiv.1705.11062,
title = {Transformation thermal convection: Cloaking, concentrating, and camouflage},
author = {Gaole Dai and Jin Shang and Jiping Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.11062},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 6 figures