检索结果-南通市图书馆

作者：赵海鹏苏州大学

学位级别：硕士

辐射降温由于不需要额外能量驱动就可以降温至环境温度以下,成为近年来被动制冷技术的研究热点。然而,现有辐射降温器件不具有自适应性,即只能降温不能升温。为了实现升温和降温的双重功能,并能够随环境温度改变而自动切换,本文对基于... 详细信息

辐射降温由于不需要额外能量驱动就可以降温至环境温度以下,成为近年来被动制冷技术的研究热点。然而,现有辐射降温器件不具有自适应性,即只能降温不能升温。为了实现升温和降温的双重功能,并能够随环境温度改变而自动切换,本文对基于相变材料的自适应温度控制器进行了研究。自适应温度调控器是利用太阳热能和深空冷能的典型装置,其利用相变材料达到根据环境温度自主改变自身温度的调控效果。本文对基于相变材料的自适应温度调控基本原理、多层膜结构设计优化和根据实际应用场景的测试评价进行了探讨。主要内容如下:（1）本文从能量守恒的理论框架出发,探讨了太阳吸收比与中红外发射率的权衡问题,分析了不同应用场景下的光谱选择性条件以及其内在的物理机制,从热平衡的角度解释了自适应温度调控的物理机制,分类评价了不同太阳吸收比的自适应温度调控器在典型天气条件下的动态温度响应性能。（2）在理论研究的基础上,利用传输矩阵和遗传算法相结合的方法,设计优化了由谐振腔和滤波器集成的多层结构,得到优化后光热调控参数:例如太阳吸收比0.1、金属态发射率0.76、发射率差值0.7;利用典型环境温度变化气象数据,预测了优化结构的实时温度响应,从数值上验证了其自适应温度调控功能。（3）针对反射型和透过型自适应温度调控器开展初步实验研究,通过户外对比温度测试实验观测到器件的自适应温度调控性能。相对于黑漆在日间和夜间的无选择性降温,自适应温度调控器能够基本实现日间降温、夜间不降温。该研究为自适应温度调控提供了可供选择的解决方案,为智能热控的技术发展提供了相应技术储备。

关键词：微纳光学二氧化钒辐射降温自适应温度调控相变材料

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基于二氧化钒热致相变的自适应温度调控

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光学学报 2021年第15期41卷 187-196页

作者：赵海鹏章新源何云斌豆书亮李垚李孝峰詹耀辉苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006 江苏省先进光学制造技术重点实验室暨教育部现代光学技术重点实验室江苏苏州215006 湖北大学材料科学与工程学院湖北武汉430062 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所黑龙江哈尔滨150001

现有的辐射降温器件不具有自适应性,即只能降温不能升温。为了实现升温和降温的双重功能,并且能够随环境温度改变而自动切换,本文聚焦于一种基于二氧化钒的自适应温度调控器,系统地讨论其光热调控原理、技术瓶颈和实现途径。利用传输矩... 详细信息

现有的辐射降温器件不具有自适应性,即只能降温不能升温。为了实现升温和降温的双重功能,并且能够随环境温度改变而自动切换,本文聚焦于一种基于二氧化钒的自适应温度调控器,系统地讨论其光热调控原理、技术瓶颈和实现途径。利用传输矩阵和遗传算法相结合的方法,设计和优化由谐振腔和滤波器集成的多层结构,获得太阳吸收比为0.1、高温发射率为0.76和发射率差值为0.7的优异光热调控性能。在此基础上,根据实际环境预测该优化结构的实时温度响应,从理论验证其自适应温度调控功能。该研究为基于二氧化钒的自适应温度调控提供一种可供选择的解决方案,为智能热控的技术发展提供了相应技术储备。

关键词：光学器件多层膜二氧化钒辐射制冷自适应温度调控遗传算法

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基于生成神经网络的自适应热控薄膜设计

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光学学报 2024年第7期44卷 261-270页

作者：陈嘉诚马蔚朱虹雨周玉晟詹耀辉李孝峰苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006 江苏省先进光学制造技术重点实验室暨教育部现代光学技术重点实验室江苏苏州215006 浙江大学信息与电子工程学院浙江杭州310027

自适应温度调控器件以其智能开关特性而逐渐成为研究焦点,但是一方面其特殊的光谱要求使得器件设计过程复杂且周期冗长,另一方面器件热控性能亟待提高以满足更加严苛的应用场景。针对以上问题,提出一种深度生成神经网络模型来执行上述... 详细信息

自适应温度调控器件以其智能开关特性而逐渐成为研究焦点,但是一方面其特殊的光谱要求使得器件设计过程复杂且周期冗长,另一方面器件热控性能亟待提高以满足更加严苛的应用场景。针对以上问题,提出一种深度生成神经网络模型来执行上述复杂的优化任务,该网络模型的更新不依赖于数据集,而是将生成神经网络与传输矩阵方法(TMM)相结合,通过TMM返回的梯度信息指导产生符合预期的多层膜结构,并自动优化膜层厚度和材料种类。作为网络优化能力的验证和演示,本课题组使用该方法设计了一种基于二氧化钒的自适应热控器件,实现了高温太阳吸收比低于0.2、高温发射率高于0.9、发射率差值大于0.8的优异性能。与传统的优化算法相比,生成神经网络以高自由度和更快的速度寻找最优解,与普通神经网络相比,全局优化网络考虑整体的优化目标,通过全局搜索寻找全局最优解,设计结果也证明了该方法在复杂设计任务中的实用性。

关键词：薄膜多层膜神经网络自适应温度调控二氧化钒

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基于新型人工电磁材料的辐射制冷器件研究

基于新型人工电磁材料的辐射制冷器件研究

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作者：张朵兰州大学

学位级别：硕士

无源辐射制冷是指将物体的热量以电磁波的方式通过大气窗口传递到低温宇宙中,实现被动降温。新型人工电磁材料具有自然界材料不具备的特殊电磁特性,被广泛应用于辐射制冷器件的设计中。目前对于无源辐射制冷研究依然存在许多问题,比如... 详细信息

无源辐射制冷是指将物体的热量以电磁波的方式通过大气窗口传递到低温宇宙中,实现被动降温。新型人工电磁材料具有自然界材料不具备的特殊电磁特性,被广泛应用于辐射制冷器件的设计中。目前对于无源辐射制冷研究依然存在许多问题,比如日间辐射制冷性能不理想、结构设计过于依赖经验,设计速度较慢、理论验证较匮乏、结构尺寸较难缩减等。本文主要针对上述问题,围绕新型人工电磁材料展开研究:1、针对目前无源辐射制冷器件材料局限于聚合物等问题,分别基于锥型分层超材料(conical metamaterial,CMM)结构和复合单元结构设计了两种多金属宽带辐射制冷器件。同时,借助等效媒质理论对CMM结构的仿真结果进行了验证。在此基础上设计改进型复合结构器件,降低结构设计复杂度,节约仿真计算时间。2、针对上述两个结构对单元间缝隙要求较高及金属比重过大会使太阳辐射强度过高的问题,将金属圆盘嵌入介质基底中设计了一种混合谐振模式超薄宽带辐射制冷器件,整体厚度仅为1.08μm,可将制冷功率密度提高到63.22 W/m。本文将传输线理论与遗传算法相结合优化层叠结构的设计参数,设计了一种复合介质层辐射制冷器件,大大提升了设计效率。3、针对大多现有的辐射制冷系统在建成后存在热辐射率固定的问题,本论文结合相变材料二氧化钒和太阳反射器,设计了一款可以根据环境温度自适应调控的辐射制冷器件。仿真结果表明,当白天温度升高至特定温度,该器件可有效实现辐射制冷;而夜晚,由于环境温度低于这一特定温度,该器件处于非工作状态。这种自适应辐射制冷系统能够有效地节约能源。本文主要基于超材料设计的理论基础,针对目前辐射制冷设计中的几个常见问题进行器件的设计与验证,并对模拟结构进行了热学性能方面的计算,证明了本文设计的结构具有辐射降温的功能。论文研究结果在建筑物节能、舒适衣物等方面有潜在应用价值。

关键词：超材料辐射制冷等效媒质理论遗传算法自适应温度调控

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