近日，必威BETWAY官网郭春生课题组在传热传质领域的国际知名期刊CaseStudies in Thermal Engineering（IF:6.8）发表了题为Two methods for thermal conduction analysis of bi-porous sintered structures的研究论文，展示了团队在多孔介质导热性能预测领域取得的最新成果。betway88必威东盟体育&斯威本科技大学（澳大利亚）联合培养博士张元坤和必威BETWAY官网硕士研究生韩卓晟为文章共同第一作者，betway88必威东盟体育郭春生副教授为通讯作者，betway88必威东盟体育为第一完成单位。

利用造孔剂制备的双孔径多孔介质因其兼具良好的流动和传热特性在环路热管系统中得到了广泛应用，然而，对由粉末冶金工艺烧结得到的固体骨架的有效热导系数（EffectiveThermal Conductivity, ETC）尚未得到充分的研究。本文通过对解析和数值两种方法进行对比分析，提出了能够快速精准预测双孔毛细芯ETC的计算方法。其中，ETC解析表达式采用了热阻网络和颈部形成理论；而数值模型采用了有限体积法（FiniteVolume Method, FVM）结合扩散限制聚集（Diffusion-Limited Aggregation, DLA）算法创建的3D多孔结构。研究表明，两种方法对包含细颗粒镍粉的间隙孔样品的ETC预测较好。然而，由于颗粒形状不规则，含粗糙颗粒样品的结果并不理想。在含有形成孔的样品中，与解析模型相比，数值模型能够表征大孔的空间分布和尺度方面的差异性，然而代价是较长的时间消耗和较高的模型复杂性。总的来看，两种方法都能够满足对烧结双孔径多孔介质的ETC仿真要求，可根据实际应用场景加以选择。

图1 双孔径毛细芯应用示意图

图2 数值模型的建立与仿真结果

本项研究工作得到了山东省重点研发计划（2022SFGC0501）、山东省自然科学基金（ZR2021ME162）、苏州市科技计划（SYG202118）等项目资助。

本文共同第一作者张元坤为betway88必威东盟体育&斯威本科技大学（澳大利亚）博士，师从冶金与热化学领域专家Geoffrey Brooks教授。博士期间主要从事集中太阳能热化学、粉末冶金强化传热机理、月球就地资源利用等相关领域的研究工作，以第一作者发表论文7篇，含TOP期刊5篇；共同第一作者韩卓晟为必威BETWAY官网机械制造及其自动化专业2020级硕士研究生，在读期间主要从事应用于环路热管的多孔介质有效导热系数的相关研究，发表SCI学术论文3篇，申请3项发明专利；通讯作者郭春生为必威BETWAY官网副教授、副经理，主要从事微纳制造与能源科学研究，发表SCI/EI论文20余篇，承担山东省重点研发计划（科技示范工程）——“核动未来”科技示范工程一期“核能供热及海水淡化关键技术研究和应用示范”课题，主持各级计划项目20余项，以第一发明人身份获得授权国家发明专利100余项。荣获威海市青年科技奖，入选betway88必威东盟体育（威海）青年学者未来计划、威海市校地人才合作计划。

郭春生副教授带领的微纳制造与能源科学研究团队聚焦国际上热学、流体力学、材料科学、光子学等多学科交叉研究领域中的热点问题，在航天热控环路热管、5G芯片微纳尺度靶向散热技术、微纳尺度传热与流动机理、薄膜热电材料、冷却辐射薄膜技术等方向取得了丰硕的研究成果。近年来，团队在eLight、Nano Energy、Carbon、International Journal of Heat and Mass Transfer等期刊发表多篇论文，并指导本科生科研团队在互联网+、挑战杯、节能减排等教育部公认的重要科技竞赛中获奖百余项。

Case Studies in Thermal Engineering是国际热力学领域的知名期刊，在全球62种热力学(THERMODYNAMICS) SCI收录期刊中排名第4；2022年影响因子/JCR分区为6.8/Q1（中科院二区）。

作者：文、图/郭春生 编辑：唐华威