[发明专利]一种针对热辐射的热透明装置

权利要求书

1.一种针对热辐射的热透明装置，其特征在于，为一个核壳结构，该核壳结构的存在不影响壳层外部的温度分布，好像核壳结构根本不存在一样，具有热透明的效果；

通过设计核壳结构的热导率和Rosseland平均消光系数这两个参量，使得核壳结构的等效参数和背景相同，从而消除核壳结构对于背景的影响，实现热透明效果；具体说明如下：

对于一个核壳结构，设核的热导率为κ_c，相对折射率为n_c，Rosseland平均消光系数为β_c；壳层的热导率为κ_s，相对折射率为n_s，Rosseland平均消光系数为β_s；考虑几何各向异性情况，设核的三条半轴长分别为λ_c1、λ_c2、λ_c3；壳层的三条半轴长分别为λ_s1、λ_s2、λ_s3；该核壳结构的等效热导率满足如下关系式(1)：

而核壳结构的等效辐射参数满足如下关系式(2)：

其中，γ_s＝n_s²/β_s，γ_c＝n_c²/β_c；f＝λ_c1λ_c2λ_c3/λ_s1λ_s2λ_s3是核的体积分数，d_ci和d_si分别为核、壳在i＝1，2，3方向的形状因子，由下式(3)计算得到：

其中，λ₁、λ₂、λ₃分别为椭球在三个方向上的半轴长，d_i为d_ci和d_si的统一表示，a为积分参数。

2.根据权利要求1所述的热透明装置，其特征在于，假设椭球的第三个轴长度趋于无穷大，即：λ₃＝∞时，退化到二维情形；这时公式(3)所描述的形状因子简化为：

3.根据权利要求1或2所述的热透明装置，其特征在于，对于非稳态下的热透明，进一步考虑材料的热扩散系数，且即每个区域包括核、壳层、背景的热扩散系数相同，并经过优化处理，确定优化值；这里热扩散系数数值上等于热导率κ除以热容密度积ρc。