相变材料热控系统内部接触热阻的辨识方法研究
石友安;桂业伟;杜雁霞;曾磊;钱炜祺
【摘 要】In this article, the parameter estimation method is used for
identify-ing the thermal contact resistance at the interface heiween the
container and the phase-change matenal(PCM) in .the thermal control
device. The steady and transient thermal contact resistance is obtained by
sensitivity method and conjugate gradient method respectively. The results
indicate that these methods proposed in this work are characterized with
high computing efficiency, and can be used to improve the prediction
accuracy of melting rate for PCM thermal control device.%在相变材料热控系统的吸热融化过程中,由于材料与容器壁面之间的空穴效应形成的接触热阻,将对熔化传热形成阻尼效应.采用反演热传导反问题的方法,将参数辨识中的灵敏度法和共轭梯度法应用到实验,建立了一种可用于材料熔化过程界面稳态和瞬态接触热阻的辨识方法.模拟辨识与初步应用表明:辨识方法计算精度高、稳定性好,为精细化分析相变材料热控系统中的熔化吸热过程奠定基础.
【期刊名称】《实验流体力学》
【年(卷),期】2012(026)004
icepak接触热阻设置
热阻是一个物体或系统对热流动的阻碍程度的度量。在热传导的过程中，热阻表示了一个物体传热的能力和效果。通过合理设置热阻，可以更好地控制物体的温度和热量传递。在此处，将讨论有关热阻的基本概念和与之相关的一些参考内容。
1. 热阻的定义和公式：热阻(R)是指通过物体时，需要在单位时间内消耗的能量来抵消热量流失，与物体的温度差息息相关。热阻的计算公式为R = ΔT/Q，其中ΔT为温度差，Q为热量流。
2. 热阻的种类：主要有接触热阻和传导热阻两种。接触热阻是指直接接触的两个物体之间的热阻，例如热传感器与被测体之间的接触热阻。传导热阻是指物体内部通过传导进行热量传递时的阻碍程度。
3. 接触热阻的优化方法：接触热阻的大小与接触面积、表面粗糙度和接触介质等因素有关。优化接触热阻的方法包括增加接触面积、改善接触面的平整度和加强接触介质的热导率等。
4. 接触热阻的实际应用：接触热阻在许多工业和科学领域中都有广泛的应用。例如在电子器件中，为了确保散热效果，需要优化接触热阻来提高器件的稳定性和寿命。
5. 热阻的测试方法：为了准确地评估热阻，常用的测试方法包括热传导测试和热阻测试。热传导测试可以通过测量材料的热传导率来计算热阻，而热阻测试可以通过测量物体两端的温度差和热量流来计算热阻。
6. 材料的热导率和热阻：不同材料的热导率和热阻特性不同。例如，铜具有较高的热导率，因此在一些需要高效散热的应用中使用铜材料可以降低热阻。
7. 热管技术：热管是一种特殊的热传导工具，可以有效地传递热量并降低热阻。热管由一根封闭的金属管内部填充有工作流体，通过液体汽化和凝结的循环来传递热能。
8. 热传导材料的应用：一些特殊的热传导材料，如导热胶、导热膜等，可以用于优化接触热阻和散热设计。这些材料具有良好的热传导性能，可以有效地降低热阻。
9. 热阻的仿真计算：通过使用计算机仿真工具，可以对热阻进行模拟和计算。这些仿真工具可以帮助工程师更好地理解物体传热特性，并优化热阻。
文章编号：!""#$!#%"（&""&）"’$""%%$"’
一种接触热阻的数值计算方法
沈军，马骏，刘伟强
（国防科技大学航天与材料工程学院，湖南长沙’!""(%）
摘要：分别采用截锥体、圆弧形和三角形模型来模拟实际物体的接触面，利用)*+,-.,/三角形非结构化
网格离散温度场，并使用有限元法数值计算接触热阻。通过比较几种模型的计算结果，提出控制角为%"0的三角形
模型有较高的精度。给出接触热阻的近似计算公式，并分析了表面粗糙度对接触热阻的影响，所得出的结论在工
程实际应用上有一定的参考价值。
关键词：接触热阻；有限元法；表面粗糙度
中图分类号：12!!3%文献标识码：,
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收稿日期：&""!$!&$!&；修回日期：&""&$"!$!"作者简介：沈军（!T(UV），男，硕士，从事空间推进系统热控制与热分析研究。"引言
随着传热技术的不断发展和广泛应用，对接触
热阻的预测已成为工程应用中一个十分重要的环
节，受到了越来越广泛的关注，人们对接触热阻的研
究和了解也日渐深入。大规模集成电路芯片的散
热、卫星探测器中红外元件的冷却等均是通过固体
接触导热来实现的，固体界面间接触热阻的大小在
很大程度上决定了某些关键设备的运行状况。准确
预测固体界面间的接触导热对于航天工业和电子工
业具有十分重要的意义。
接触热阻与表面粗糙度、界面间隙中的介质及
外界压力等因素有密切的关系。鉴于直接测量并非轻而易举，工程技术人员多
年来一直在探求易于使用的理论方法或半经验方
法，即通过接触表面各参数以及接触界面材料的性
质和接触情况来预测接触热阻。文献［!］给出了一
种基于球形接触的模型模拟表面轮廓形状，来计算
真空低温环境导热填料界面接触热阻实验研究
牟健;洪国同
【摘 要】真空低温环境下,接触热阻对热传递有十分重要的影响.根据接触热阻产生机理和实验测试原理,建了一套真空低温环境下固体界面接触热阻测试的实验装置.实验对比研究了不同温度和不同预紧力条件下,固体界面裸接与在界面之间添加真空硅脂、铟膜、石墨烯、石墨片导热填料时的接触热阻.实验结果表明,接触界面的接触热阻都随温度升高和预紧力增大而减小.在接触界面添加真空硅脂或铟膜后接触热阻随预紧力变化非常,裸接或添加石墨烯的接触热阻随预紧力变化较大,但是当预紧力大于2.5N·m时其接触热阻基本不变.温度越低时添加导热填料减小接触热阻的效果越明显.总之在两界面之间添加铟膜时效果最佳,此时接触热阻随预紧力和温度的变化都较小,此种情况下接触热阻最小可以达到3.5×10-6K·m2/W.%The
thermal contact resistance has a big effect on the heat transfer at low
temperature in vacuum.Accord-ing to the mechanism of production and
principle of experimental test of thermal contact resistance,the test system
is built which could test the thermal contact resistance at low temperature
in vacuum. Study the thermal contact resistance be-tween two contact
surfaces with different fillers such as indium foils,vacuum grease,graphene
and graphite flake at differ-ent temperature and pretightening force.The
