基于comsol的热电效应数值计算

基于comsol的热电效应数值计算

Q：什么是热电效应？

将两种不同成分的金属导体组成一个闭合回路，当闭合回路的两个接点分别置于不同温度场时，回路中将产生一个电动势。该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关，这种现象被称为热电效应，又称塞贝克效应。

热电效应可以理解为温度梯度下，导体内部的载流子从热端向冷端流动，并在冷端进行堆积，从而在材料内部形成电势差，同时该电势差作用下产生一个反向电荷流，热运动的电荷流动和导体内部电场达到动态平衡时，材料两端会形成稳定的温度差电动势。热电效应原理图如图1所示。

图1.热电效应原理图

1.几何模型

几何模型如图2所示。计算模型上下两端为金属铜电极，左端为热电材料Bi2Te3，右端为热电材料PbTe。模型体现出在温度差的影响下，模型电势和电场的变化。

图2.热电效应几何模型

2.边界条件

 计算模型选择固体传热以及电流场进行计算，耦合的多物理场选择热电效应。 边界条件和物理场如图3所示。

图3.物理场边界条件

3.计算结果

 模型计算结果如图4、5和6所示。

图4.计算模型温度场分布

图 5. 计算模型电势分布

图 6. 计算模型电场分布

有需要热电效应计算模型的同学可与我们工作室进行联系。