高孔隙率泡沫金属复合相变材料有效热导率的预测

基于十四面体泡沫金属的单元晶胞结构,提出了一种高孔隙率开孔泡沫金属复合材料有效热导率的预测模型。热量沿热流方向在金属骨架和填充介质中的并行传递,推导得出包含结构参数f（节点边长与韧带半径之比）和d（韧带半径与韧带长度之比）的有效热导率计算式。在孔隙率0.889≤ ε ≤0.977时,针对单元晶胞的十六分之一结构,采用数值模拟的方法并结合实验数据的对比分析,校正了与有效热导率紧密相关的两个无量纲参数f和d,并以孔隙率的二阶多项式拟合出f变量的函数关系,以孔隙率的三阶多项式拟合出d变量的函数关系,从而确定出有效热导率的预测模型。通过与其他几种预测模型和实验数据的比较分析,结果表明：验证了当前预测模型具有较高的正确性和有效性,与实验值的平均相对误差ARD和相对均方根误差RMS分别为2.93%和3.50%,相对其他模型具有更高的预测精度。