編號(hào)：NMJS05464
篇名：石墨烯中熱波傳遞的分子動(dòng)力學(xué)研究
作者：姚文��； 曹炳陽；
關(guān)鍵詞：石墨烯； 熱波； 彈道-擴(kuò)散輸運(yùn)； 分子動(dòng)力學(xué)模擬；
機(jī)構(gòu)： 清華大學(xué)航天航空學(xué)院熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；
摘要： 采用非平衡分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,通過向扶手椅型和鋸齒型單層石墨烯施加持續(xù)時(shí)間為1 ps的局部熱脈沖,研究了其瞬態(tài)導(dǎo)熱規(guī)律和特性.模擬結(jié)果表明,熱脈沖在石墨烯中激發(fā)出兩道以不同速度傳遞的波,一道波具有宏觀動(dòng)量,傳播速度等于聲速,是系統(tǒng)受熱膨脹形成的聲波(第一聲);另一道波無宏觀動(dòng)量,傳播速度約為聲速的1/3,是晶格無規(guī)則振動(dòng)形成的熱波(第二聲).熱脈沖激發(fā)的聲波是縱波,能量傳遞只有縱向分量,而熱脈沖激發(fā)的熱波是由面內(nèi)橫向晶格振動(dòng)形成,只有橫向能量分量.熱量傳遞表現(xiàn)出的各向異性說明,在熱脈沖傳遞過程中系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài).另外,統(tǒng)計(jì)得到熱脈沖能量傳遞距離與時(shí)間的關(guān)系約為2 1.80????t,說明熱脈沖能量在石墨烯中是以彈道-擴(kuò)散的方式傳遞的,彈道輸運(yùn)越強(qiáng),熱波現(xiàn)象越顯著.熱波波峰區(qū)域的能量傳遞為彈道輸運(yùn),而在高溫?cái)U(kuò)散區(qū)和熱波衰減部分的能量傳遞則為擴(kuò)散輸運(yùn).
