常功率平面热源法仿真及其在热学教学的应用

作者：陈天赐; 黄臻成; 丁喜冬; 林国淙^*

来源：物理与工程, 2021, 31(S1): 61-65.

• 热传导过程
• 常功率平面热源法
• COMSOL Multiphysics仿真软件

本文使用COMSOL Multiphysics软件对常功率平面热源法进行了仿真。我们选用热导率相差较大的氧化硅、有机玻璃和气凝胶作为仿真研究的试样,只要选择合适的尺寸参数和时间参数,则仿真结果得到的导温系数a、热导率κ和恒压比热c与试样已知的参数即可以符合得很好。仿真结果表明,常功率平面热源法的理论模型与实际的热传导过程相符。我们在热学课堂上引入常功率平面热源法的仿真,引起了学生广泛的兴趣,不但在有限的时间内形象地展示了热传导过程及其应用,还让学生有学习的冲动,提高学生自己获取知识的能力,培养学生对物理学和现代科技的兴趣。