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Transport thermique: Conduction, Convection, Radiation

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Dans cours

EE-536: Physical models for micro and nanosystems

Students will learn simple theoretical models, the theoretical background of finite element modeling as well as its application to modeling charge, mass and heat transport in electronic, fluidic and e

Description

Cette séance de cours de l'instructeur couvre les concepts fondamentaux du transport de la chaleur, y compris la conduction, la convection et le rayonnement. Il explique les modèles physiques pour les microsystèmes et nanosystèmes, les conductivités thermiques de différents matériaux et les conditions limites pour le transfert de chaleur.

Enseignant·e

Andras Kis

2015− Associate professor, EPFL, STI, Institute of Electrical Engineering (IEL) and Materials Science and Engineering Institute (IMX) 2008−2015 Tenure-track assistant professor at EPFL, School of Engineering (STI), Institute of Electrical Engineering (IEL) 2004−2007 Postdoctoral researcher at the University of California, Berkeley, Physics Department in the group of Prof. Zettl 2000−2003 PhD student at EPFL, Faculty of basic sciences, Institute of physics of complex matter, group of Prof. Forró 1994−1999 MS, Physics, University of Zagreb, Croatia 1994 Baccalaureate, MIOC (Mathematical and Informational Educational Center) high school

Source officielle

Concepts associés (32)

Conduction thermique

La conduction thermique (ou diffusion thermique) est un mode de transfert thermique provoqué par une différence de température entre deux régions d'un même milieu, ou entre deux milieux en contact, et se réalisant sans déplacement global de matière (à l'échelle macroscopique) par opposition à la convection qui est un autre mode de transfert thermique. Elle peut s'interpréter comme la transmission de proche en proche de l'agitation thermique : un atome (ou une molécule) cède une partie de son énergie cinétique à l'atome voisin.

Condition aux limites de Dirichlet

En mathématiques, une condition aux limites de Dirichlet (nommée d’après Johann Dirichlet) est imposée à une équation différentielle ou à une équation aux dérivées partielles lorsque l'on spécifie les valeurs que la solution doit vérifier sur les frontières/limites du domaine. Pour une équation différentielle, par exemple : la condition aux limites de Dirichlet sur l'intervalle s'exprime par : où et sont deux nombres donnés.

Problème aux limites

En analyse, un problème aux limites est constitué d'une équation différentielle (ou plus généralement aux dérivées partielles) dont on recherche une solution prenant de plus des valeurs imposées en des limites du domaine de résolution. Contrairement au problème analogue dit de Cauchy, où une ou plusieurs conditions en un même endroit sont imposées (typiquement la valeur de la solution et de ses dérivées successives en un point), auquel le théorème de Cauchy-Lipschitz apporte une réponse générale, les problèmes aux limites sont souvent des problèmes difficiles, et dont la résolution peut à chaque fois conduire à des considérations différentes.

Convection

La convection est l'ensemble des mouvements internes (verticaux ou horizontaux) qui animent un fluide et qui impliquent alors le transport des propriétés des particules de ce fluide au cours de son déplacement. Elle peut être due à des différences de température, une agitation mécanique, un pompage etc. Ce transfert implique l'échange de chaleur entre une surface et un fluide mobile à son contact, ou le déplacement de chaleur au sein d'un fluide par le mouvement d'ensemble de ses molécules d'un point à un autre.

Condition aux limites de Neumann

En mathématiques, une condition aux limites de Neumann (nommée d'après Carl Neumann) est imposée à une équation différentielle ou à une équation aux dérivées partielles lorsque l'on spécifie les valeurs des dérivées que la solution doit vérifier sur les frontières/limites du domaine. Pour une équation différentielle, par exemple : la condition aux limites de Neumann sur l'intervalle s'exprime par : où et sont deux nombres donnés.

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