杨辉著，黎永耀，马彬键，杨 月，朱永刚

(微米与纳米流体力学研究中心，机电工程与自动化学院，哈尔滨工业大学(深圳)，广东 深圳 518055)

开孔泡沫金属具有比表面积大，导热系数高，传热和阻力综合性能好及轻巧等特征，被广泛应用于紧凑式换热器，燃料电池和相变储能系统等领域中[1-2].为了准确掌握泡沫金属的热输运特性，有效导热系数是其最关键参数之一.故泡沫金属有效导热系数的研究得到广泛关注.

在最近几十年，很多学者对泡沫金属的有效导热系数进行了实验研究[3-8].基于这些实验数据，很多经验关联式被提出.Calmidi等[3]以二维六角蜂窝形状的拓扑结构，建立了泡沫金属有效导热系数的预测模型.同样的，为了得到泡沫金属有效导热系数的预测模型，立方体模型[7]，体心模型及Kelvin十四面体模型[9]等在文献中被报到.

Kelvin十四面体模型由6个正方形和8个六边形组成，被认为是最接近真实泡沫金属的几何模型[10，11].Boomsma 和Poulikakos[12]以三维十四面体骨架模型，建立了泡沫金属的有效导热系数.泡沫金属几何模型沿导热方向被分成4层，十四面体骨架被假定为圆柱体，骨架交点的节点被假定为正方体.随后Dai[13]和Yang[14]进一步修正了Boomsma和Poulikakos的模型，并分别提出了新的泡沫金属有效导热系数的关系式.但是他们模型中，都是采用体积权重的方法计算每层泡沫有效导热系数.根据Calmidi和Mahajan[3]的研究发现，当固体导热系数和流体导热系数差异增加，基于体积权重的方法计算有效导热……