国家自然科学基金(11365015)
- 作品数：8 被引量：11H指数：2
- 相关作者：何济洲肖宇玲王家伟张艳超苏豪更多>>
- 相关机构：南昌大学江西师范高等专科学校鹰潭职业技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>
- 基于理想共振隧穿的三端量子点热机被引量：5
- 2016年
- 由两个单能级量子点、一个腔和两个电子库耦合形成三端量子点热机模型.通过Landauer公式导出了热机的输出功率以及效率表达式,数值模拟出该热机功率与效率之间的性能特征图,确定了热机性能的优化范围.之后,在最大功率与最大效率作为优化目标下,分析了热漏和能级宽度对热机性能的影响.最后,讨论了在最大功率下对应的效率随卡诺效率变化的关系并且与CA效率进行了比较.研究表明:由于能级宽度和热漏的存在,该热机为一个不可逆热机,热机的效率和功率的特性为一个闭合曲线;由于存在热漏,热机效率和能级宽度的特性为非单调曲线;不考虑热漏和能级宽度,最大功率下的效率将大于CA效率.
- 苏豪王家伟赵沁园何济洲
- 关键词：电子传输热电器件热力学性能
- 混合驱动量子点制冷机被引量：2
- 2015年
- 研究了由两个单能级量子点分别与两电子库耦合而构成的混合驱动量子点制冷机的性能特征.考虑非辐射效应的情况下,论文应用主方程描述电子在传输过程中的动力学特性,导出了制冷机的制冷率和制冷系数,得到了其性能特征曲线,并分析和优化其性能.研究表明,由于非辐射效应的存在,制冷系数会降低,制冷率随制冷系数变化的特征曲线为回原点扭叶型曲线;两量子点能级差或者两库化学势差分别是外界提供的光能或者电能,只要有外界能量的输入,该模型就具有制冷效果.当光能或电能一定时,最大制冷系数下的制冷率和最大制冷率下的制冷系数都存在极大值;外界输入能量一定时,存在最佳温比,使得最大制冷系数下的制冷率达到极大值.
- 施志成何济洲肖宇玲
- 关键词：主方程制冷率制冷系数
- 反馈式量子点光电制冷机的优化性能分析
- 2016年
- 利用麦克斯韦妖装置构建了一种反馈式量子点光电制冷机。在弱耦合以及序贯隧穿近似下,基于主方程的方法推导出稳态下制冷机的制冷率、制冷系数等重要参数的表达式。使用品质因子作为优化目标函数,获得了最大品质因子下制冷率和制冷系数。重点对反馈式量子点光电制冷机优化性能进行研究,特别强调正负反馈的概念,发现在任意的反馈下最大品质因子优化下的光电制冷机制冷系数始终大于CA制冷系数。负反馈抑制低温热源的热流进入制冷机,却可以提高制冷机的制冷系数,但制冷率逐渐减少。在正反馈情形下,当反馈系数达到某一个值时,获得了较高的制冷系数和最大的制冷率,找到了最大品质因子下制冷机最优工作状态。
- 王家伟缪贵玲何济洲
- 关键词：量子点
- 非均匀线性温度场中布朗制冷机性能优化
- 2016年
- 本文研究了一种由周期性非均匀线性温场所驱动的布朗制冷机性能特征.利用布朗粒子的动力学方程——Langevin equation,获得了稳态时布朗制冷机的粒子流、制冷率和制冷系数的解析表达式.通过数值计算分析了势垒高度、非对称性、外力和温比等参数对制冷机性能的影响.在最大品质因子条件下,对制冷机性能参数进行优化,画出了优化的制冷系数和制冷率随温比的演化曲线.研究表明:在准静态极限下,制冷系数趋于用等效温度给出的卡诺制冷系数,制冷率趋于零;制冷系数随制冷率增加而减少;优化的制冷系数随温比减小而下降,而对应的制冷率却相反;相比于在分段均匀温度场中,非均匀线性温度场将导致制冷系数的提高.
- 肖宇玲缪贵玲何济洲
- 关键词：制冷系数制冷率品质因子
- 温库边界对布朗热机性能的影响被引量：2
- 2014年
- 研究了单势垒锯齿势中,布朗粒子在外力和空间周期温度场作用下构成的布朗热机的热力学性能.考虑布朗粒子动能变化以及高、低温库之间热漏引起的热流.用Smoluchowski方程描述粒子在黏性介质中的动力学特性,推导出高、低温库的热流以及热机功率和效率的解析表达式.通过数值计算分析势垒高度、外力和温库边界对热机性能的影响.研究表明:由于动能变化和热漏引起的不可逆热流的存在,布朗热机为不可逆热机,热机的功率效率特性为一闭合的关系曲线;势垒边界与温库边界重合时,热机的功率达到最大值;通过改变温库边界的位置,可以在一定范围内提高热机的效率,但同时减小了热机的输出功率.
- 肖宇玲何济洲程海涛
- 关键词：热漏热力学性能不可逆性
- 非卡诺制冷机在最大品质因子下的制冷系数被引量：2
- 2013年
- 非卡诺制冷机是由两个多方过程和两个绝热过程组成。假设传热过程服从牛顿传热规律,推导出制冷机的制冷率和制冷系数的表达式,得到制冷率与制冷系数之间满足的特征曲线。通过数值模拟研究在最大品质因子下制冷机的制冷系数。分析在长时间和短时间热接触条件下制冷系数的优化值,并与经典的Curzon-Ahlborn(CA)制冷系数进行比较。结果表明,在长时间热接触极限下,高低温热接触过程中工质的热容之比λ=1时,优化制冷系数为CA制冷系数;λ<1时,优化制冷系数小于CA制冷系数;λ>1时,优化制冷系数大于CA制冷系数。而在短时间极限下,在λ=1时,优化制冷系数大于CA制冷系数。在所有情形下,优化制冷系数随着热容比λ的增大而增大。这个模型可以应用到Otto、Joule-Brayton、Dissel和Atlinson热力学循环,这可以为设计实际的制冷机提供指导。
- 肖宇玲张艳超何济洲
- 关键词：品质因子有限时间热力学
- 热漏对低耗散卡诺热机最大功率下效率及边界的影响被引量：1
- 2014年
- 在低耗散卡诺热机模型的基础上,进一步研究热漏对低耗散卡诺热机最大功率下效率及其边界的影响。在类卡诺热机循环条件下,考虑等温膨胀与等温压缩过程中高低温热源之间存在热漏,推导出存在热漏时低耗散卡诺热机最大功率下效率的表达式,并且在对称情况下与经典CA(Curzon-Ahlborn)效率进行比较。发现当不存在热漏时,低耗散卡诺热机最大功率下的效率等于CA效率。当存在热漏时,低耗散卡诺热机最大功率下的效率低于CA效率,并随着热漏的增加而降低。在非对称下得到存在热漏时低耗散卡诺热机最大功率下效率的上下限和可观测范围,并与不同种类实际的热机效率进行比较,结果表明考虑热漏时低耗散卡诺热机的效率及其边界更加符合实际热机的观测值。
- 张艳超何济洲
- 关键词：卡诺热机热漏有限时间热力学
- 光子驱动量子点制冷机被引量：2
- 2019年
- 提出了由两个二能级量子点、一个光子库与两个导体端构成的光子驱动量子点制冷机模型.基于主方程,导出了制冷机的制冷率和制冷系数的表达式,获得了制冷机处于紧耦合时所满足的条件.接着,数值模拟出该制冷机处于紧耦合和一般情况下制冷率与制冷系数之间的性能特征图,确定了制冷机性能的优化范围.最后,以最大制冷率、最大制冷率下的制冷系数、最大制冷系数和最大制冷系数下的制冷率作为优化目标,分析了光子库温度、跃迁系数和温比对制冷机性能的影响.
- 李唯符婧杨贇贇何济洲
- 关键词：量子点热电制冷机
