利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2024106747981
申请人: 西安交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-06
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种单斜晶体各向异性导热率张量的确定方法,其特征在于,所述方法包括:响应于对待测量单斜晶体的热流密度的获取请求,接收输入的所述待测量单斜晶体的二次对称轴所在的方向上的第一导热系数,以及,所述待测量单斜晶体中与所述二次对称轴垂直的平面上,至少两个不同方向上的第二导热系数;其中,所述获取请求包括针对所述待测量单斜晶体的热流密度建立的目标坐标系的信息,不同方向上的第二导热系数不同;

基于所述第一导热系数和多个所述第二导热系数,确定预设直角坐标系下,所述待测量单斜晶体的第三导热率张量;

采用相似对角化原理,将所述第三导热率张量转换为对角矩阵,以获取以所述待测量单斜晶体的三个主轴作为坐标轴建立的参考坐标系下,所述待测量单斜晶体的第一导热率张量,并确定每个所述主轴的位置;其中,所述目标坐标系不同于所述参考坐标系;

根据所述目标坐标系的位置以及每个所述主轴的位置,确定所述目标坐标系与所述参考坐标系之间的位置转换关系;

基于所述位置转换关系和所述第一导热率张量,确定所述目标坐标系下所述待测量单斜晶体的第二导热率张量;其中,所述目标坐标系为任意坐标系;

其中,所述基于所述第一导热系数和多个所述第二导热系数,确定预设直角坐标系下,所述待测量单斜晶体的第三导热率张量,包括:对每个所述第二导热系数,将所述第二导热系数对应的第一方向、与所述第一方向垂直的第二方向以及所述二次对称轴的方向作为三个坐标轴的方向,建立三维坐标系;

获取所述三维坐标系与所述预设直角坐标系之间的相似变换关系;其中,所述预设直角坐标系为以所述二次对称轴作为坐标轴建立的直角坐标系,所述预设直角坐标系不同于所述三维坐标系;

基于所述相似变换关系,建立每个所述三维坐标系下的导热率张量与所述第三导热率张量之间的等效关系式;

将所述第一导热系数和多个所述第二导热系数代入所述等效关系式,得到所述第三导热率张量。

2.根据权利要求1所述单斜晶体各向异性导热率张量的确定方法,其特征在于,所述方法还包括:响应于所述目标坐标系的变化,获取变化后的目标坐标系的位置信息;

基于所述位置信息和所述参考坐标系的位置,更新所述位置转换关系;

基于更新后的位置转换关系和所述第一导热率张量,确定所述变化后的目标坐标系下所述待测量单斜晶体的导热率张量。

3.根据权利要求1所述的单斜晶体各向异性导热率张量的确定方法,其特征在于,所述根据所述目标坐标系的位置以及每个所述主轴的位置,确定所述目标坐标系与所述参考坐标系之间的位置转换关系,包括:对每个所述主轴,将所述目标坐标系的三个坐标轴分别映射在所述主轴上,得到多个映射值;

基于多个所述映射值,确定所述位置转换关系。

4.根据权利要求1所述的单斜晶体各向异性导热率张量的确定方法,其特征在于,所述采用相似对角化原理,将所述第三导热率张量转换为对角矩阵,以获取以所述待测量单斜晶体的三个主轴作为坐标轴建立的参考坐标系下,所述待测量单斜晶体的第一导热率张量,并确定每个所述主轴的位置,包括:采用相似对角化原理,将所述第三导热率张量转换为对角矩阵,以得到每个所述主轴对应的方向上的导热率张量特征值;

基于多个所述导热率张量特征值,确定所述第一导热率张量;

根据所述第一导热率张量、所述第三导热率张量和所述预设直角坐标系的位置,确定每个所述主轴的位置。

5.根据权利要求4所述的单斜晶体各向异性导热率张量的确定方法,其特征在于,所述根据所述第一导热率张量、所述第三导热率张量和所述预设直角坐标系的位置,确定每个所述主轴的位置,包括:基于所述第一导热率张量和所述第三导热率张量,确定所述参考坐标系与所述预设直角坐标系之间的坐标转换关系;

基于所述坐标转换关系和所述预设直角坐标系的位置,确定每个所述主轴的位置。

6.根据权利要求1所述的单斜晶体各向异性导热率张量的确定方法,其特征在于,在所述基于所述位置转换关系和所述第一导热率张量,确定所述目标坐标系下所述待测量单斜晶体的第二导热率张量之后,所述方法还包括:获取所述目标坐标系的每个坐标轴对应的方向上的温度梯度;

基于所述第二导热率张量和多个所述温度梯度,确定所述目标坐标系下所述待测量单斜晶体的热流密度。

7.根据权利要求6所述的单斜晶体各向异性导热率张量的确定方法,其特征在于,所述基于所述第二导热率张量和多个所述温度梯度,确定所述目标坐标系下所述待测量单斜晶体的热流密度,包括:基于所述温度梯度的方向,从第二导热率张量确定出对应方向的导热系数和导热因子;

基于所述温度梯度、相应方向的导热系数和导热因子,确定每个所述温度梯度对应的方向上的热流密度分量;

将多个所述热流密度分量加和,得到所述目标坐标系下所述待测量单斜晶体的热流密度。

8.一种单斜晶体各向异性导热率张量的确定装置,其特征在于,所述装置包括:接收模块,用于响应于对待测量单斜晶体的热流密度的获取请求,接收输入的所述待测量单斜晶体的二次对称轴所在的方向上的第一导热系数,以及所述待测量单斜晶体与所述二次对称轴垂直的平面上,至少两个不同方向上的第二导热系数;其中,所述获取请求包括针对所述待测量单斜晶体的热流密度建立的目标坐标系的信息,不同方向上的第二导热系数不同;

第一获取模块,用于基于所述第一导热系数和多个所述第二导热系数,确定预设直角坐标系下,所述待测量单斜晶体的第三导热率张量;采用相似对角化原理,将所述第三导热率张量转换为对角矩阵,以获取以所述待测量单斜晶体的三个主轴作为坐标轴建立的参考坐标系下,所述待测量单斜晶体的第一导热率张量,并确定每个所述主轴的位置;其中,所述目标坐标系不同于所述参考坐标系;

第二获取模块,用于根据所述目标坐标系的位置以及每个所述主轴的位置,确定所述目标坐标系与所述参考坐标系之间的位置转换关系;

第三获取模块,用于基于所述位置转换关系和所述第一导热率张量,确定所述目标坐标系下所述待测量单斜晶体的第二导热率张量;其中,所述目标坐标系为任意坐标系;

其中,所述第一获取模块包括:

第一建立模块,用于对每个所述第二导热系数,将所述第二导热系数对应的第一方向、与所述第一方向垂直的第二方向以及所述二次对称轴的方向作为三个坐标轴的方向,建立三维坐标系;

第一获取子模块,用于获取所述三维坐标系与所述预设直角坐标系之间的相似变换关系;其中,所述预设直角坐标系为以所述二次对称轴作为坐标轴建立的直角坐标系,所述预设直角坐标系不同于所述三维坐标系;

建立单元,用于基于所述相似变换关系,建立每个所述三维坐标系下的导热率张量与所述第三导热率张量之间的等效关系式;

第一确定单元,将所述第一导热系数和多个所述第二导热系数代入所述等效关系式,得到所述第三导热率张量。