哈喽小伙伴们 ，今天给大家科普一个小知识。在日常生活中我们或多或少的都会接触到傅立叶定律（傅立叶定律公式）方面的一些说法，有的小伙伴还不是很了解，今天就给大家详细的介绍一下关于傅立叶定律（傅立叶定律公式）的相关内容。
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傅立叶定律(傅立叶定律公式)
瑞士联邦理工学院的米切尔·西芒·塞莱、哈佛大学的安德里亚·塞佩罗蒂和瑞士联邦理工学院材料理论和模拟实验室负责人尼古拉·马尔扎里开发了一套新的热传播方程，该方程超越了傅立叶定律，解释了为什么以及在什么条件下热传播可以变得像流体一样而不是扩散，颠覆了生活常识和大脑直觉。这些“粘性热方程”表明，热传导不仅与热导率有关，还与热粘性有关。
这一理论与今年早些时候发表的开创性石墨实验的结果惊人地一致，并可能为设计下一代更高效的电子设备铺平道路。这项研究成果发表在《物理评论X》杂志上..著名的傅立叶热方程是在1822年提出的，它描述了当热量流经一种物质时，温度在空和时间之间的变化。总的来说，这个公式很好地描述了高温下宏观(通常为一毫米或更大)物体中的热传导。然而，傅立叶热方程未能描述所谓的流体动力学热现象。
泊肃叶热流就是这样一种现象，热流变得类似于流体在管道中的流动:在中心处有一个更大值，在边界处有一个最小值，这说明热量是以粘性流体流动的形式传递的。另一种被称为“第二声”，它发生在晶体中热量传播时，类似于空气体中的声音:晶体的部分在热和冷之间快速振荡，而不是跟随通常(扩散)传播中观察到的温和的温度变化。这两种现象都不能用傅立叶方程来描述。
到目前为止，研究人员只能使用微观模型来分析这些现象。微观模型的复杂性和高计算成本阻碍了除最简单几何之外的任何事物的理解和应用。相比之下，在开发新的“粘性热方程”时，研究人员将所有与热传导相关的物理知识浓缩成一个精确且易于求解的方程。对于电子器件的设计，引入了一种新的基础研究工具，特别是与金刚石、石墨烯或其他低维或层状材料集成的器件，其中流体动力学现象现在被认为是普遍存在的。
这项研究也特别及时。虽然这些热流体动力学现象从20世纪60年代就开始被观察到，但它们只能在低温(约零下260摄氏度)下才能看到，因此被认为与日常应用无关。去年3月，科学杂志发表了一项开创性的实验，发现石墨中的第二种声音(或波浪)热传播被用于几个工程设备中，一种有望在零下170摄氏度的创纪录温度下用于下一代电子产品的材料，这突然改变了这种信念。
用新公式对石墨的计算结果与实验结果符合得很好，并预言这种流体动力传热甚至在室温下也能在金刚石中观察到。这一预测有待实验证实，实验将创下观察到流体动力传热的更高温度新纪录。流体动力学热传播可能出现在下一代电子器件的材料中，其中过热是小型化和高效率的主要限制因素。了解如何处理这些设备中产生的热量，对于了解如何更大限度地提高它们的效率，甚至预测它们是否会正常运行或只是由于过热而融化至关重要。
新的研究为传输理论提供了新的原创性见解，为理解形状和尺寸效应铺平了道路，例如下一代电子设备和所谓的控制“声子”冷却和加热的设备。最后，这个新公式可以用来描述与电有关的粘性现象，它是由瑞士联邦理工学院材料研究所现任教授菲利普·摩尔(Philip Moll)在2017年发现的。在这项研究中，研究人员粗略地将微观积分微分声子玻尔兹曼输运方程改变为介观(更简单的)微分方程，他们称之为“粘性热方程”。
这些粘性热方程捕获了类似于流体的集体(“漂移”)速度区域，这是由固体中的原子振动(“声子”)假设的。它显示了如何准确地确定导热系数和粘度的封闭形式，作为“弛豫子”的概念，作为散射矩阵的特征向量的总和。这是Cepellotti在2016年提出的一个概念，为此他获得了IBM研究奖和美国物理学会大都会奖。“弛豫子”有明确的宇称，偶数“弛豫子”决定热粘度，奇数“弛豫子”决定热导率。
在这两个耦合的粘性热方程中，热导率和粘性控制着温度场和漂移速度场的演化。科学家们还引入了傅立叶偏差数(FDN)，这是一个无量纲参数，可以量化由于流体动力学效应而偏离傅立叶定律的程度。傅立叶偏差数是一个标量描述符，描述了粘性效应引起的傅立叶定律的偏差，起到类似流体雷诺数的作用。雷诺数是工程师用来区分纳维尔-斯托克斯方程解的不同的可能的行为参数。
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