从理论上分析了扫描热显微镜的传热过程和测量原理,建立了两种工作模式下的热阻网络模型,并对热阻网络中各热阻进行了具体分析,得出了样品本身热阻的表达式;用多种参考材料样品进行了系列实验,结果表明仪器的输出信号与热导率的倒数成线性关系,对理论分析作出了部分验证,为亚微米尺度的热导率测试打下了基础.

磁流变液(magnetorheological fluid,MRF)屈服应力测试装置在工作运行过程中产生了大量的热,导致测试装置温度升高,屈服应力测试精度下降的结果;同时对磁流变液特性也造成了很大的影响。课题组基于FLUENT软件对测试装置进行仿真分析,以提高测试精度。首先,设计屈服应力测试装置,建立包含漆包线、装配间隙等特征的测试装置温度场模型;其次,对测试装置进行网格划分并运用仿真软件对温度场变化进行模拟研究;最后,在仿真模型的基础上,对漆包线绕组综合热导率和测试装置装配间隙进行分析。研究得到了温度对装置的影响规律,确定了最佳综合热导率及装配间隙;并确定该装置测试屈服应力时的最佳温度场。温度场研究提高了该装置对屈服应力测试的精度。

土壤的热物性参数是地源热泵系统设计和埋地电缆优化设计等研究过程中最基本的参数。本文基于随机近似热探针方法，在充分考虑探针自身参数和接触热阻影响的基础上，建立了土壤的多物性快速测量系统，并对不同含水量的土壤热物性进行了现场测量。研究结果显示，该方法不仅从原理上消除了传统热探针测量热物性的系统误差，实现了热导率、比热容等多参数的同时高精度测量；而且可以大大缩短测量时间，减少传统热探针方法由于测量时间过长所导致的水分迁移所带来的测量误差，从而实现对土壤多热物性参数的高精度快速现场测量。