1. 本选题研究的目的及意义
热电发电技术作为一种能够直接将热能转化为电能的技术,在新能源利用和节能减排领域具有巨大的潜力。
特别是在低品位热能回收、传感器供电和微型电源等方面,热电发电技术展现出独特的优势。
级联热电发电器件通过将多种热电材料组合在一起,可以有效拓宽器件的工作温度范围,提高热电转换效率,是当前热电发电领域的研究热点之一。
2. 本选题国内外研究状况综述
热电发电技术作为一种清洁能源技术,近年来受到国内外学者的广泛关注。
级联热电发电器件作为提高热电转换效率的重要途径,更是成为研究的热点。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将以提高级联热电发电器件的热电转换效率为目标,利用有限元仿真方法,开展以下几个方面的研究:1.级联热电发电器件工作原理分析:基于热力学和传热学理论,分析级联热电发电器件的工作原理,推导器件的输出电压、电流、功率和转换效率等关键性能指标的表达式,为仿真模型的建立提供理论基础。
2.有限元仿真模型的建立:选择合适的有限元仿真软件,构建能够准确描述级联热电发电器件几何结构、材料属性、边界条件和热电耦合效应的二维或三维模型。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。
首先,进行理论分析,研究级联热电发电器件的基本原理、性能影响因素和优化方向。
这将为仿真模型的建立提供理论基础,并指导后续的仿真研究。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.将有限元仿真方法应用于级联热电发电器件的研究,建立了能够准确描述器件热电耦合效应的仿真模型,为器件性能分析和优化提供了有效工具。
2.系统研究了不同温度梯度、级联结构、几何参数等因素对级联热电发电器件性能的影响规律,揭示了器件内部热电传输机制,为器件设计提供了理论依据。
3.基于仿真结果,提出了优化级联热电发电器件结构和材料参数的策略,为提高器件热电转换效率提供了新思路。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 赵欢, 杨俊, 李勇, 等. 热电发电器件温度场及输出性能的三维数值模拟[J]. 功能材料, 2018, 49(8): 8203-8208.
2. 刘伟, 陈立新, 李勇, 等. 基于Bi2Te3/skutterudite新型分段式热电发电器件研究[J]. 功能材料, 2019, 50(5): 5074-5078 5084.
3. 孙亮, 孟庆华, 陈海英, 等. 方形腔内纳米流体自然对流换热的格子 Boltzmann 方法模拟[J]. 工程热物理学报, 2020, 41(5): 1187-1194.
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