清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Influence of fiber topology on anisotropic thermal conduction properties of composite materials: a cross-scale simulation study

热传导 复合数 材料科学 各向异性 纤维 复合材料 拓扑(电路) 比例(比率) 热的 机械 物理 工程类 热力学 电气工程 光学 量子力学
作者
Xiangyu Liu,Qing Ai,Haoliang Zhou,Meng Liu,Yong Shuai,Qinghui Pan
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier]
卷期号:230: 125759-125759
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125759
摘要

The thermal conductivity parameter of materials is a fundamental factor for thermal management and the study of heat transfer processes. In the present work, we constructed the microscopic topology and interfacial structure of the fiber structure based on the homogenization of finite elements and molecular dynamics theory. For the anisotropy of fiber thermal conductivity, we proposed an anisotropic cross-scale heat transport model for carbon fiber/epoxy resin (CF/ER) composites, with consideration of interfacial thermal resistance (ITR). Based on the numerical validation of the reliability of the method, we established a dual coordinate system to analyze the mechanism of the geometric topological parameters on the structural anisotropic heat transport. The fiber volume fraction significantly affected the effective thermal conductivity (ETC) within a range of 10% to 15%, with ETC growth rates of up to 50%. The fiber orientation angle influenced the main heat transfer direction, and when the fiber volume fraction was 40%, increasing the fiber orientation angle to 90° could enhance the ETC in the axial direction up to 130.28%. Meanwhile, the larger orientation angle could reduce the interfacial phonon heat dissipation and achieve the better phonon transmission effect. The change of fiber structure could effectively modulate the ETC, while the fiber length and cross-sectional shape would have less effect on the ETC. With the introduction of fiber tortuosity, the heat transport could be regulated by changing the tortuosity. Within the variation range of tortuosity from 1 to 3, the ETC regulation of the composite could be achieved from 12% to 42% in the axial direction and 14% to 34% in the radial direction. With increasing curvature, the ETC variation trend became gradually nonlinear. The study serves as a theoretical basis for the preparation and thermal properties evaluation of fiber-reinforced composites.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
似水流年完成签到 ,获得积分10
2秒前
hzauhzau完成签到 ,获得积分10
34秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
william完成签到,获得积分10
2分钟前
红茸茸羊完成签到 ,获得积分10
2分钟前
休斯顿完成签到,获得积分10
2分钟前
friend516完成签到 ,获得积分10
2分钟前
氕氘氚完成签到 ,获得积分10
2分钟前
tiantian完成签到 ,获得积分10
2分钟前
千空完成签到 ,获得积分10
2分钟前
黑猫老师完成签到 ,获得积分10
2分钟前
彩色的芷容完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
ceeray23发布了新的文献求助20
3分钟前
JamesPei应助waxxi采纳,获得10
3分钟前
长毛象完成签到 ,获得积分10
3分钟前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
ywzwszl完成签到,获得积分0
4分钟前
zzgpku完成签到,获得积分0
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
科研通AI6应助FXe采纳,获得10
4分钟前
王波完成签到 ,获得积分10
4分钟前
drtianyunhong完成签到,获得积分10
4分钟前
超帅的开山完成签到 ,获得积分10
4分钟前
zoie0809完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
一天完成签到 ,获得积分10
5分钟前
waxxi发布了新的文献求助10
5分钟前
jesi完成签到,获得积分10
5分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
JESI完成签到,获得积分10
5分钟前
向语堂发布了新的文献求助10
5分钟前
orixero应助ni采纳,获得20
5分钟前
Michael完成签到 ,获得积分10
5分钟前
耀健完成签到,获得积分10
5分钟前
净心完成签到 ,获得积分10
5分钟前
向语堂完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
waxxi完成签到,获得积分10
5分钟前
老老熊完成签到,获得积分10
5分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Immunobiology Second Edition 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5584801
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4668686
关于积分的说明 14771581
捐赠科研通 4614728
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2530239
邀请新用户注册赠送积分活动 1499103
关于科研通互助平台的介绍 1467551