[发明专利]呈现热学变色龙现象的各向异性单壳层结构及其实现方法

权利要求书

1.一种呈现热学变色龙现象的各向异性单壳层结构，其特征在于，包括核及包覆在核外面的热学变色龙单壳层；该壳层的热导率为各向异性，且径向热导率和切向热导率为一正、一负；核壳结构的等效热导率与核的热导率一致，使各向异性单壳层呈现热学变色龙效果；

对于二维情形，核壳结构的等效热导率与核的热导率一致的条件为：

其中，p＝(r_c/r_s)²为核的面积分数，r_c为核半径，r_s为壳层半径，κ_rr,κ_θθ分别为壳层的径向热导率和切向热导率，N⁺＝1,2,3,...为任意正整数；

对于三维情形，核壳结构的等效热导率与核的热导率一致的条件为：

其中，p＝(r_c/r_s)³为核的体积分数，r_c为核半径，r_s为壳层半径，κ_rr,κ_θθ分别为壳层的径向热导率和切向热导率，N⁺＝1,2,3,...为任意正整数。

2.如权利要求1所述的呈现热学变色龙现象的各向异性单壳层结构的实现方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)对二维或三维结构沿水平方向施加温度场，温度场具有一定温度差，以产生热传导过程，热传导过程由傅里叶定律描述；

(2)计算壳层的热导率；包括径向热导率和切向热导率：κ_rr,κ_θθ；

(3)对于二维结构，设计核半径r_c，壳层半径r_s，使其满足式条件：即可得到呈现热学变色龙现象的各向异性单壳层二维结构；其中，p＝(r_c/r_s)²为核的面积分数，κ_rr,κ_θθ分别为壳层的径向热导率和切向热导率，N⁺＝1,2,3,...为任意正整数；

对于三维结构，设计核半径r_c，壳层半径r_s，使其满足条件：即可得到呈现热学变色龙现象的各向异性单壳层三维结构；其中，p＝(r_c/r_s)³为核的体积分数，κ_rr,κ_θθ分别为壳层的径向热导率和切向热导率，N⁺＝1,2,3,...为任意正整数。