摘要:众所周知,在现代微电子和纳米电子学中,薄膜结构被广泛用作栅极电介质、钝化层、膜等。本文研究了单晶硅晶片上互连脉冲加热过程中氧化硅薄子层中形成裂纹的问题。本文旨在研究表面热冲击源对薄膜裂纹形成的影响,并详细研究了 SO2 薄膜中裂纹形成的各个方面。在硅衬底-氧化硅子层-铝膜 (Si-SiO 2 -Al) 多层结构上对所做的估计进行了实验验证。作为衬底,使用了磷掺杂的硅单晶晶片,取向为 (111) 方向,电阻率在 = 0.1 Ω . сm 范围内。作者研究了表面金属化层加热的硅晶片(Al-Si 系统)和氧化硅晶片(Al-SiO2 系统)的温度场,既有点热源的情况,也有长矩形金属化路径的情况(假设轨道长度明显超过其宽度)。计算结果表明,金属化路径(宽度 75 μm)横向的温度分布是不均匀的。结果还表明,与 SiO2 膜相比,硅中出现的机械应力水平不足以在热冲击源附近形成裂纹。这是因为硅的抗拉强度高于氧化物。
在追求最佳的储能解决方案时,可充电电池对它们在电动汽车,飞机和卫星中的应用引起了极大的关注。这项研究着重于在分析的初步阶段利用集团电容热建模技术的二氧化锂和镍镉电池的热管理。该研究的重点是通过分析和数值方法估算电池温度的一般电容热方程。数值方法采用了第四阶runge-kutta方法,该方法涉及较少的计算成本,相对稳定且准确,以估算具有可变内部电阻的温度,这是热行为分析的关键因素。相反,分析方法假设电池表面的温度分布均匀,从而简化了内部导电和外部对流热电阻之间的逐渐差异。使用误差标准技术对实验数据的比较分析表明,考虑到内部电阻的动态变化,数值模型与实验发现更加一致,并且与恒定的内部电阻相比,与分析模型相比,具有统计学上的拟合度更高。这项研究强调了电池热建模技术在电池热管理中的有效性,强调了动态内部电阻对分析热行为的重要性。
准确的充电状态(SOC)和健康状况(SOH)估计对于确保电池系统的安全可靠操作至关重要。考虑到SOC和SOH之间的固有耦合,在电池随时间变化的现实应用中,联合估计框架是优选的。然而,它面临着一些挑战,例如关键参数的有限测量值,例如应变和温度分布,难以提取合适的建模特征以及源于测量和模型引起的不确定性。为了应对这些挑战,本文首先使用纤维bragg光栅(FBG)传感器通过将它们连接到细胞表面上以捕获由于电池充电/放电操作而捕获多点应变和温度变化信号来获得更多相关的相关信号。然后开发了用于SOC和容量联合估计的混合机器学习框架(SOH的关键指标),该框架使用了卷积神经网络与高斯过程回归方法相结合的状态估计的均值和差异信息,并通过自动从富含测量的FBG传感器中提取有用的特征来提高共同估计的估计准确性。测试结果证明,通过更新容量估计并利用FBG测量值,可以显着提高SOC估计的准确性和可靠性,可实现高达85.58%的误差降低和减少42.7%的估计标准偏差。
当Cubesat项目是一种有用的手段时,大学可以通过它使学生参与与太空相关的活动。Turksat-3USAT是由太空系统设计和测试实验室以及伊斯坦布尔技术大学(ITU)共同开发的三单元业余无线电立方体,与A.S. Turksat合作开发。公司以及土耳其业余技术组织。它于2013年4月26日推出,是CZ-2D火箭的次要有效载荷,从中国的柔奎航天中心到约680公里的高度。卫星的任务有两个主要目标:(1)在低地球轨道(LEO)和(2)语音交流中,通过提供动手经验来教育学生。turksat-3usat旨在维持圆形的,靠近太阳同步狮子座,尺寸为10 x 10 x 34 cm 3。在本文的过程中,将解决Turksat-3usat的热控制。turksat-3usat的热控制模型是使用Thermxl和Esatan-TMS软件开发的。使用此模型,计算出遵守各种实验条件的各种情况的温度分布。使用热真空室(TVAC),在飞行模型上进行热循环和烘焙测试,以验证热设计性能并检查数学模型。基于热分析结果,设备温度在允许的温度范围内,除了电池在42.56 O C和-20.31 O C. C.电池中使用的电池加热器以维持电池的温度在允许的温度范围内。
摘要:高温热能储存使聚光太阳能发电厂能够提供基本负荷。热化学储能基于可逆气固反应,具有以分离反应产物的形式进行无损储能和可能的高能量密度的优势。金属氧化物的氧化还原反应能够在高温下储存热能,空气提供气态反应伙伴。然而,由于温度较高,提取金属氧化物颗粒固有的显能和热化学能对于提高系统效率至关重要。到目前为止,热化学储能领域的实验研究主要集中在用于连续充电金属氧化物的太阳能接收器上。连续运行的储能和太阳能塔系统将储能容量与发电量分离,使用金属氧化物颗粒作为传热介质和储能材料。因此,开发了一种基于逆流移动床概念的 kW 级热交换器。该反应器解决了氧化反应焓和锰铁氧化物颗粒流热能提取的综合利用问题。通过两个不同的温度段实现了本体的稳定温度分布。氧化产生了一个几乎等温的段,废气温度总体稳定。锰铁氧化物的氧化和热提取产生了 569 kJ/kg 的总能量密度,热化学份额为 21.1%。
摘要锂离子电池技术的广泛应用面临着固有的热逃亡风险和随之而来的火灾传播的重大挑战。本文提出了一个智能的框架,用于预测电池组中电池组中温度分布和热失控的繁殖,包括各种电池类型,环境温度和火灾释放速度。首先,我们生成了一个广泛的数值数据库,包括36个模拟电池喷射火焰和通过实验数据验证的热失控过程。随后,采用双重代理人工智能(AI)模型来预测电池组中温度场的细胞热失控传播和温度场的演变。结果证明了深度学习方法在捕获蝙蝠热失控动力学方面的准确性和可靠性。量化,基于AI的方法在具有数据库含量的场景中的热失去时间预测的相对误差低于10%,而外推病例的相对误差则低于30%。该模型在预测温度场分布方面还显示出卓越的性能,r⊃2值超过0.99,最大MSE为1.52s⊃2。这项研究低估了AI方法改善电池安全管理的潜力,从而促进了及时的干预措施,预防性维护和电池储能系统的消防安全性。
我们在现象学上制定并在实验上观察到通过人工倾斜多层(ATML)中的热电流重新定位增强了绝热的热电转换。通过交替堆叠具有不同导电性的两种材料,并相对于纵向温度梯度旋转其多层结构,诱导导热性张量中的非分子分量。这种非对角线热传导(ODTC)在绝热条件下产生有限的横向温度梯度,并在绝热条件下产生了seebeck效应诱导的热电器,该温度是由异热横向热电器上置于由外diagonal驱动的热量热电器上的。在这项研究中,我们计算和观察包括热电CO 2 MNGA Heusler合金和BI 2-A SB A TE 3化合物的ATML中的二维温度分布以及所得的横向热电器。通过将倾斜角从0°更改为90°,横向温度梯度显然出现在中间角度,横向热电图在CO 2 MNGA/BI 0.2 MNGA/BI 0.2 SB 1.8 TE 3 te 3 te 3 te的ATML中以45°的倾斜度为45°的ATML,均来自45°的贡献。这种从ODTC得出的混合动作导致横向热电转化率最大降低效率的显着差异从等热极限的3.1%到绝热极限的8.1%。
摘要:为了在电子封装领域引入新的键合方法,进行了理论分析,该分析应提供有关反应多层系统 (rms) 产生足够的局部热量以用于硅片和陶瓷基板之间连接工艺的潜力的大量信息。为此,进行了热 CFD(计算流体动力学)模拟,以模拟 rms 反应期间和之后键合区的温度分布。该热分析考虑了两种不同的配置。第一种配置由硅片组成,该硅片使用包含 rms 和焊料预制件的键合层键合到 LTCC 基板(低温共烧陶瓷)。反应多层的反应传播速度设置为 1 m/s,以便部分熔化硅片下方的焊料预制件。第二种配置仅由 LTCC 基板和 rms 组成,用于研究两种布置的热输出之间的差异。 CFD 模拟分析特别侧重于对温度和液体分数轮廓的解释。进行的 CFD 热模拟分析包含一个熔化/凝固模型,该模型除了模拟潜热的影响外,还可以跟踪焊料的熔融/固态。为了为实验研究的测试基板设计提供信息,模拟了 Pt-100 温度探头在 LTCC 基板上的实际行为,以监测实验中的实际键合。所有模拟均使用 ANSYS Fluent 软件进行。
抽象的激光覆层是一项公认的技术,大多数先前的数值建模工作都集中在基于粉末过程的过程中的交付和融化池行为。这项研究对优化的激光束成型进行了新的研究,以针对电线基的独特特性,其中直接底物加热以及电线和底物之间的热传递非常重要。与基于粉末的材料交付相比,该主题的值是通过基于电线的沉积过程来改善的沉积速率和致密的金属结构。线内温度分布(AISI 316不锈钢),底物的传热和直接加热(低碳钢)是通过传热模拟建模的,具有三个激光束辐照度分布。此分析确定了通常与标准高斯分布相关的局部高温区域的去除,以及均匀方形梁曲线可以提供的改进的底物加热。使用横截面光学显微镜分析了使用预位线和1.2 kW CO 2激光器的实验,以提供模型验证和改进的电线覆盖层润湿的证据,同时维持甲壳材料中有良好的抗甲基甲虫。这项工作的关键发现是从480 W/mm 2减少,在从高斯分布更改为均匀的平方分布时,需要辐照辐射,以进行有效的熔融池形成。这也可减少总能量50%。认可和讨论了能源效率,降低成本和可持续性改善的潜在提高。
本研究探讨了磁流体力学 (MHD) 和生物对流对混合纳米流体在具有不同基液的倒置旋转锥体上的流动动力学的综合影响。混合纳米流体由悬浮在不同基液中的纳米颗粒组成,由于磁场和生物对流现象之间的相互作用而表现出独特的热和流动特性。控制方程结合了 MHD 和生物对流的原理,采用数值方法推导和求解。分析考虑了磁场强度、锥体旋转速度、纳米颗粒体积分数和基液类型等关键参数对流动行为、传热和系统稳定性的影响。结果表明,MHD 显著影响混合纳米流体的速度和温度分布,而生物对流有助于增强混合和传热速率。此外,基液的选择在确定混合纳米流体系统的整体性能方面起着关键作用。这项研究为优化在 MHD 和生物对流效应突出的应用中利用混合纳米流体的系统的设计和操作提供了宝贵的见解。关键词:磁流体动力学 (MHD);生物对流;混合纳米流体;倒置旋转锥;基液;纳米粒子;流动动力学 PACS:47.65.-d、47.63.-b、47.35. Pq、83.50.-v
