随机粗糙峰接触模型：等效热阻分析与关键参数影响

"随机粗糙峰接触模型的等效热阻研究" 在热传递过程中，接触热阻是两个固体间热量流动的重要阻碍因素，特别是在微纳米尺度的工程应用中，如电子设备的散热、材料的焊接与连接等。随机粗糙峰接触模型的等效热阻研究深入探讨了这一现象。该研究由金峻峰和刘立胜共同完成，并在《中国科技论文在线》上首次发表，他们关注的是如何理解和模拟接触表面粗糙度对热阻的影响。 文章首先采用多点接触理论作为基础，这是一种考虑实际接触界面并非单一接触点，而是由多个微小接触区域组成的理论模型。在这一理论框架下，研究者引入了粗糙峰的面积比概念，这代表了接触区域中粗糙峰所占据的比例。他们进一步考虑了粗糙峰在空间中的位置分布和几何尺寸，这些参数的随机性显著影响接触热阻的大小。 为了量化这种影响，研究者构建了一个代表性体积单元（Representative Volume Element, RVE），这是一个能捕捉到粗糙表面平均特性的微观结构单元。通过引入粗糙峰的空间位置和几何尺寸的随机分布函数，他们能够在RVE内模拟真实的随机接触表面。通过对不同空间分布进行分析，研究发现选择合适的RVE可以确保预测的接触热阻结果不因粗糙峰的随机分布而变化，从而验证了RVE的有效性。 在此基础上，研究进一步探究了不同因素对接触热阻的具体影响，包括特征尺寸（如粗糙峰的平均高度和间距）、接触面积比（即实际接触面积与理想平滑表面面积之比）、粗糙峰的高度以及材料的热导率。这些参数的变化会改变热量的传输效率，从而影响整个系统的热性能。 关键词：代表性体积单元、随机分布、等效接触热阻、接触面积比。研究工作涉及的领域包括固体力学、数值模拟、新型材料力学基础研究、计算力学以及计算材料力学。 根据中图分类号O551.3，可以推断该研究属于热学与热力学的子领域，具体是关于固体热接触的研究。这项工作对于优化热管理设计，提高热界面材料的性能，以及解决微电子设备散热问题具有重要的理论和实践意义。