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Tunable thermal Rectification and negative differential thermal resistance in Gas-Filled Nanostructure with Mechanically-Controllable Nanopillars

引用

Journal of thermal Science 2022年第4期31卷 1084-1093页

作者： LI Fan LI Haiyang WANG Jun XIA Guodong HWANG Gisuk MOE Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation Beijing Key Laboratory of Heat Transfer and Energy ConversionBeijing University of TechnologyBeijing 100124China Department of Mechanical Engineering Wichita State University Wichita KS 67260USA

In this study,by using the nonequilibrium molecular dynamics and the kinetic theory,we examine the tailored nanoscale thermal transport via a gas-filled nanogap structure with mechanically-controllable nanopillars in one surface only,i.e.,changing nanopillar height.It is found that both the thermal rectification and negative differential thermal resistance(NDTR)effects can be substantially enhanced by controlling the nanopillar height.The maximum thermal rectification ratio can reach 340%and the△T range with NDTR can be significantly enlarged,which can be attributed to the tailored asymmetric thermal resistance via controlled adsorption in height-changing nanopillars,especially at a large temperature difference.These tunable thermal rectification and NDTR mechanisms provide insights for the design of thermal management systems.

关键词： thermal rectification negative differential thermal resistance kinetic theory nanopillars

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