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A Unified Field Approach for Heat Conduction From Macro- to Micro-Scales

热传导 扩散 时空 物理 热流密度 滞后 滞后 温度梯度 领域(数学) 热方程 统计物理学 凝聚态物理 机械 传热 热力学 量子力学 数学 计算机科学 统计 纯数学 计算机网络
作者
D. Y. Tzou
出处
期刊:Journal of heat transfer [ASM International]
卷期号:117 (1): 8-16 被引量:1489
标识
DOI:10.1115/1.2822329
摘要

A universal constitutive equation between the heat flux vector and the temperature gradient is proposed to cover the fundamental behaviors of diffusion (macroscopic in both space and time), wave (macroscopic in space but microscopic in time), phonon–electron interactions (microscopic in both space and time), and pure phonon scattering. The model is generalized from the dual-phase-lag concept accounting for the lagging behavior in the high-rate response. While the phase lag of the heat flux captures the small-scale response in time, the phase lag of the temperature gradient captures the small-scale response in space. The universal form of the energy equation facilitates identifications of the physical parameters governing the transition from one mechanism (such as diffusion or wave) to another (the phonon–electron interaction).

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