کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
657516 1458069 2014 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A generalized heat conduction solution for ultrafast laser heating in metallic films
ترجمه فارسی عنوان
یک راه حل هدایت حرارت عمومی برای گرمایش لیزر فوق العاده در فیلم های فلزی
ترجمه چکیده
یک راه حل تحلیلی عمومی برای پروفیلهای دمای الکترونی و شبکه در یک فیلم فلزی در معرض یک منبع لیزر فوق العاده با استفاده از روش های ابررسانایی و فوریه همراه با قضیه ساختار راه حل به دست می آید. پروفیل درجه حرارت عمومی در فرم جبری برای راه حل سه مدل حرارتی، یعنی مدل تعامل دو درجه حرارت الکترون، مدل نظریه ی جنبشی الکترون و مدل تئوری جنبشی الکترون به کار رفته است. با انتخاب ضرایب مناسب، همانطور که در اصل اصلی مداخله دیفرانسیل دو نفره معادل یک مدل خاص نمایش داده می شود، پروفیل های دما برای هر دو الکترون و شبکه می توانند به آسانی قابل دستیابی باشند. مقایسه مدل های فوق در شکل گرافیکی ساخته شده است. نتایج حاصل از مدل تعامل دوقطبی فونون الکترونی به خوبی با مدل تئوری جنبشی الکترون برای دمای الکترون و شبکه سازگار است. با این حال، به علت نادیده گرفتن تغییر زمان پخش انتشار گرما و منبع لیزر، پیش بینی های دما از مدل تئوری جنبشی الکترون، کمی بالاتر از دمای دو مدل دیگر است؛ به ویژه، این اثر در محل وقوع سطح انرژی عمیق تر است. در غیر اینصورت تمام سه مدل بسیار مناسب برای درجه حرارت شبکه میباشند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
A generalized analytical solution for the electron and lattice temperature profiles in a metallic film exposed to an ultrafast laser source is obtained using the superposition and Fourier methods in conjunction with solution structure theorems. The generalized temperature profile in algebraic form is applicable for the solution of three thermal models, namely, phonon-electron two-temperature interaction model, electron kinetic theory model, and the improved electron kinetic theory model. By selecting the appropriate coefficients as appear in the original governing partial differential equation of a particular model, temperature profiles for both the electron and lattice can readily be obtained. A comparison of the aforementioned models in graphical form is made. Results from the phonon-electron two-temperature interaction model agree well with the improved electron kinetic theory model for electron and lattice temperatures. However, due to the omission of the time rate change of heat diffusion and laser source, temperature predictions from the electron kinetic theory model are slightly higher than temperatures from the other two models; particularly, the effect is more profound at the location of the energy incident surface. Otherwise all three models compare extremely well for the lattice site temperatures.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 73, June 2014, Pages 330-339
نویسندگان
,