声子气的黏度

工程热物理学报 , 2014, 35(8): 1637-1641.

声子气的黏度

叶振强 ^1, , 董源 ^2, , 曹炳阳 ^3, , 过增元 ^4,

1.清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084

2.清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084

3.清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084

4.清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084

基金项目: No.51322603 No.51321002) 清华信息科学与技术国家实验室资助项目 No.51356001 国家自然科学基金(No.51136001 教育部新世纪优秀人才支持计划

关键词：声子气黏度 , 热质理论 , 声子气扩散系数 , 声子态密度

Study on Viscosity of Phonon Gas

Keywords： viscosity of phonon gas , thermomass theory , diffusivity of phonon gas , phonon density of states

声子是介电固体中导热过程的主要载体,研究声子的黏性对正确预测纳米材料中的非傅里叶导热等现象有着重要意义.本文从热质理论出发,基于涨落耗散理论导出了声子气黏度的表达式:ηh =hv/3πλα,其中ηh表示声子气的黏度,va为声子平均频率,λ为声子波长,α为材料热扩散系数.预测了单晶硅在300 K时的声子气黏度,其参考值为4.8×10-9 Pa·s.并且与基于声子水动力学模型和气体动理论模型的声子气黏度结果进行比较,发现本文模型的结果比声子水动力学模型的结果大2个量级,而比动理论模型小5个量级.

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