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近日，我院动力工程系博士研究生高建树在Applied Physics Express杂志上发表了题为“Thermal characterization of microscale heat convection in rare-gas environment by a steady-state hot wire method”的论文。

在当前的热力系统实验和模拟研究中，对流换热系数的确定一直以来是个难点。由于影响因素众多，对流换热系数主要以经验公式计算来确定。在复杂工况下，如低压至真空环境，对流换热会展现出分子碰撞或弹道导热的特性。针对对流换热系数测量的难点，论文提出了微纳尺度及稀薄气体环境下测量对流换热系数的新方法，通过对传统的热丝法进行改进，提出了新的传热模型，可以实现自由分子区至过渡区（不同克努森数）的对流换热测量。

针对25微米铂丝开展实验研究，发现常压下对流换热系数可高至700 W/m2K（宏观自然对流换热系数一般小于10 W/m2K）。另外发现稳态热影响区（空气分子滑移区）约为铂丝直径的20-30倍左右。本研究提出的对流换热系数测量新方法，有助于理解微纳尺度及不同真空等极端环境（工况）下的对流换热机理。在当前微电子器件的热设计中往往取宏观值计算对流换热系数，而对于纳米尺度的金属热线，其对流换热将展现出与宏观尺度不同的特点，因此本研究成果也将为纳米尺度下的电子器件散热及相关热设计提供参考和依据。

该研究由国家自然科学基金（No. 51576145）资助，由谢诞梅、熊扬恒和岳亚楠三位老师共同指导。Applied Physics Express是英国物理学会联合日本物理学会出版的高水平杂志，与Applied Physics Letters（美国物理学会）类似，以快报的形式报道应用物理类最新研究成果。

附文章链接：http://iopscience.iop.org/article/10.7567/APEX.11.066601/meta