为电子元器件穿件“热隐衣”！华科大突破热学超材料智能设计瓶颈
发布时间：2023-07-07 12:33:57 所属栏目：动态 来源：
导读： 怎样可以突破在较高温度环境下，电子零件性能大幅度下降的科技难关？近日，国际期刊《先进材料》在线刊发了华中科技大学高亮教授团队关于热学超材料拓扑优化设计的最新研究成果。该成果有效突破了热学超材料智能
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怎样可以突破在较高温度环境下，电子零件性能大幅度下降的科技难关？近日，国际期刊《先进材料》在线刊发了华中科技大学高亮教授团队关于热学超材料拓扑优化设计的最新研究成果。该成果有效突破了热学超材料智能设计的技术瓶颈，设计了“热隐衣”，可屏蔽外部温度场对器件内部物体的干扰，实现主动隔热，可用于热敏元器件的热防护。 一般情况下，通过设计热学超材料的结构型，科研人员可实现热流的操纵与控制，从而获得超常热功能，如：热隐身、热集中、热伪装、热旋转等。热学超材料设计涉及高维设计空间、多个局部极值、巨大计算成本，以及热学属性与单胞结构间存在多种对应关系等，给热学超材料的智能设计带来了挑战，即自动、实时、可定制化地设计热学超材料。 针对上述挑战，研究团队提出了深度学习赋能的热学超材料拓扑优化设计方法，实现了自由形状热学超材料的智能设计。该方法采用深度生成模型，将拓扑功能单胞概率表示在隐空间，根据热学超材料的定制功能需求，可自动、实时地生成具有目标热传导张量的拓扑功能单胞，进而快速生成热学超材料。基于上述思路，研究团队设计了多种具有自由形状、背景温度独立、全方向功能的热隐身超材料，并通过有限元数值仿真和红外探测器热学模拟仿真实验验证了其具备的良好的热红外探测器隐身效果。 高亮介绍，此项研究工作为热学超材料的智能设计提供了全新思路，可灵活实现不同背景材料、自由形状和不同热功能的热学超材料的快速设计，解决了传统热学超材料设计中大规模有限元计算与反复优化迭代所带来的计算效率低的难题，进一步推动了热学超材料在航空航天、电子等领域的工程应用。目前，该团队已成功研制出一系列具有自主知识产权的高性能超导材料，包括超导材料、超导磁体、超导微波器件等。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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