双段热电偶臂的性能分析与结构优化开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

热电转换技术作为一种新型的能源转换技术，具有无污染、无噪音、无运动部件等优点，在废热回收利用、温差发电等领域具有广阔的应用前景。

传统的单段热电偶臂由于材料热电性能在不同温度区间内的差异，难以在较宽温度范围内获得较高的转换效率。

双段热电偶臂通过将两种不同热电特性的材料进行串联，可以实现不同温度区间内的优势互补，从而提高整体的热电转换效率。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，双段热电偶臂作为提高热电转换效率的有效途径之一，引起了国内外学者的广泛关注。

1. 国内研究现状

国内学者在双段热电偶臂的研究方面取得了一系列进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面:

1. 主要内容

1.对双段热电偶臂的工作原理和性能指标进行深入分析，建立相应的数学模型，为后续的性能分析和结构优化奠定基础。

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方法。

首先，通过建立双段热电偶臂的热电转换模型，分析材料特性、结构参数等因素对其性能的影响规律，并推导出相应的数学表达式。

其次，利用有限元分析软件对双段热电偶臂进行数值模拟，研究不同结构参数对其温度场、电场和热电转换效率的影响，并优化结构参数以提高其性能。

5. 研究的创新点

1.建立了考虑材料界面热接触和电接触的多物理场耦合模型，能够更准确地预测双段热电偶臂的性能。

2.提出了一种基于多目标遗传算法的双段热电偶臂结构优化方法，能够同时优化热电转换效率、输出功率和机械强度等性能指标。

3.制备了一种新型高性能双段热电偶臂，并通过实验验证了其优异的热电转换性能。

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] 刘伟, 孙立, 赵新兵, 等. 热电材料与器件研究进展[j]. 无机材料学报, 2018, 33(09): 913-928.

[2] 陈立东, 陈金华, 唐大伟. 热电发电技术及应用研究进展[j]. 电源技术, 2018, 42(01): 116-120.

[3] 李国栋. 高温热电材料的制备与性能研究[d]. 武汉理工大学, 2022.