《納米熱聲機械振盪器中能量傳輸與轉換機制的研究》是依託中國科學院理化技術研究所，由楊陽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米熱聲機械振盪器中能量傳輸與轉換機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊陽
- 依託單位：中國科學院理化技術研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米機械振盪器（Nano Mechanical Oscillator）是納米尺度電子機械系統中極具代表性的典型器件之一，它能夠產生極高的運行頻率,並擁有非凡的靈敏度。有別於現有的工作原理及激勵方式，本項目將研究一種新概念型的納米機械振盪器- - 納米熱聲機械振盪器，系藉助於納米尺度管道外的加熱結構對管內封裝氣體實施局部加熱，利用封裝氣體與納米尺度管道之間的熱聲效應（熱聲功轉換），以激發封裝氣體穩定且高頻的熱聲振盪並通過薄膜或其他裝置輸出相應的振盪力。並深入研究由該新技術引申出的基礎流動、熱學及能量轉換問題，如納米尺度管道內封裝氣體的基本的流動與傳熱現象，納米尺度氣體產生熱聲效應的基本規律。而探索納米熱聲機械振盪器的工作性能是本項目研究的根本目的。明晰這種納米熱聲機械振盪器的基礎流動、熱量傳輸及能量轉換機制問題，可促成納米機械振盪器領域的研究突破，從而將納米尺度電子機械器件的研究不斷推向深入。
結題摘要
熱聲效應是指可壓縮流體的聲振盪與固體介質之間由熱交換而產生的時均能量效應，簡單地說，熱聲效應就是熱與聲之間相互轉換的現象。熱聲揚聲器是利用交變電流加熱極薄的金屬箔，使其周圍氣體產生熱聲效應從而發出聲音的一種裝置。本項目旨在研究微納米尺度下的熱聲效應，具體研究內容和目標是探索微納米尺度下熱聲揚聲器工作機理，通過深入探究該器件周圍氣體流動及傳熱過程中的基礎問題，從而明確影響微納米尺度熱聲揚聲器工作性能的因素。明晰該器件工作過程中氣體流動及能量轉換機制問題，可促進微納米尺度熱聲揚聲器發聲性能的提高，從而拓展其套用領域。代表成果如下： （1）針對微納米尺度熱聲揚聲器建立了數學模型，根據Knudsen數選擇了速度滑移條件對連續性方程進行修正，並對其典型執行過程進行了流動及傳熱過程分析。 （2）基於上述數學模型，對熱聲揚聲器執行過程進行了詳細的參數化研究。 （3）提出了基於熱聲效應的微納米尺度液滴的操控方法及套用拓展。 （4）提出了基於巨觀流動實現的微尺度液滴的控制方法。 （5）提出了利用紅外熱成像方法對微流體器件工作過程的實時監測方法。
