The Fourier heat conduction as a strong kinetic effect
对于一维动量守恒系统，大量的研究表明其热流自相关函数（HCAF）一般以幂律形式衰减，导致傅里叶热传导定律在热力学极限下失效。这已被认为是一个主要的流体动力学效应。在这里，我们表明，相反，动力学效应可以在某些情况下占主导地位，并导致傅立叶定律。通常，HCAF会经历一个快速衰减的动力学阶段，然后是一个缓慢衰减的长水动力尾部。在有限的系统尺寸范围内，我们发现系统是否遵循傅立叶定律取决于动力学阶段是否占主导地位。我们的研究是说明了一维双原子气体模型，HCAF的解析推导和分子动力学模拟的数值验证。
2017-12-01 cond-mat.stat-mech
Comment on ``A simple one-dimensional model of heat conduction which obeys Fourier's law''
Garrido等人最近报道了一维动量守恒系统中的有限Green-Kubo热导率[Phys. Rev. Lett.，第86卷，5486（2001）]。我们首先评论与Prosen和Campbell [Phys. Rev. Lett.，第84卷，第2857（2000）卷]。然后，我们指出他们的结果中的某些不一致之处，以及与我们自己的结果的不一致之处。
2002-03-05 cond-mat.stat-mech
Numerical Latent Heat Observation of the q=5 Potts Model
采用角转移矩阵重整化群（CTMRG）方法，数值计算了五态铁磁Potts模型在一级相变温度下的格位能。无序相$U^{+}$的计算能量明显不同于有序相$U^{-}$。计算得到的潜热$L = U^{-} - U^{+}$为0.027，与精确解在数量上一致。
1997-11-21 cond-mat.stat-mech
Anomalous latent heat in non-equilibrium phase transitions
我们研究了双温系统中的一级相变，由于时间尺度的分离，所有的基本物理量（自由能，熵等）都是定义良好的。发现潜热的符号是违反直觉的：当从温度和熵较高的阶段到这些量较低的阶段时，它是正的。这种效应只存在于平衡之外，需要相互冲突的相互作用。它显示在铁磁相互作用自旋1/2粒子的格子气模型上。
2005-11-27 cond-mat.stat-mech
Absolute calibration of the latent heat of transition using differential thermal analysis
我们描述了一个简单而准确的差热分析设置测量的潜热的固态材料经历突然的相变的温度范围从77 K以上的室温。我们报告的绝对校准的过渡的潜热的数值技术，而不需要一个参考样品。该技术适用于三种不同的样品-三氧化二钒进行莫特过渡，铋钡磁致弹性过渡，和金属间的赫斯勒化合物。在每种情况下，推断的潜热值与文献值一致，在其误差范围内。为了进一步证明绝对校准的重要性，我们表明，在莫特转变的潜热的变化在三氧化二钒（V $_2$ O $_3$）保持恒定的2%以内，即使过饱和的深度变化约10 K，在非平衡动态滞后测量。我们也将此技术用于测量随温度变化的比热。
2021-10-11 cond-mat.stat-mech
Infinite family of universal profiles for heat current statistics in Fourier's law
利用大偏差理论的工具，我们研究了$d$维不可压缩流体模型中热流的涨落。我们发现，最可能的温度场维持非典型值的全球电流可以自然地分类在一组无限的曲线，使我们能够详尽地分析其拓扑性质，并定义通用的配置文件上的所有最佳字段崩溃。我们还计算了经验热流的统计，在那里我们发现显着的对数尾大电流波动正交的热梯度。最后，我们明确地确定了当前分布的累积量，发现它们之间的显着关系。
2019-03-04 cond-mat.stat-mech
Non-integrability and the Fourier heat conduction law
我们研究动量守恒系统中不可积动力学如何影响热输运性质。作为说明的例子，两个一维（1D）双原子链，分别代表1D流体和晶格，进行了数值研究。在这两种模型中，两种原子被赋予两种不同的质量，并交替排列。除非质量比为1，否则系统是不可积的。我们发现，当质量比与1稍有不同时，系统的热导率在一定的尺度范围内可以保持显著不变，而当质量比趋于1时，这个尺度范围会迅速扩大。这些结果建立了一个新的宏观热输运性质和潜在的动力学之间的联系。
2014-09-25 cond-mat.stat-mech
Fourier law from a chain of coupled anharmonic oscillators under energy conserving noise
我们分析了热沿着一个链的粒子相互作用，通过非谐势组成的四次项，除了谐波二次项，并在其两端受到热库的传输。每个粒子还受到具有指数分布的等待时间的脉冲散粒噪声的影响，其效果是改变其速度的符号，从而保存链的能量。我们证明，这种能量守恒随机噪声的引入会导致傅里叶定律。在小散粒噪声强度和大系统尺寸下，热传导的行为服从有限尺寸标度关系。我们还表明，导热系数不是常数，而是温度的单调递增函数。
2013-05-03 cond-mat.stat-mech
Latent Heat Calculation of the 3D q=3, 4, and 5 Potts models by Tensor Product Variational Approach
用张量积变分方法研究了三维$q$态Potts模型（$q$ = 3，4，5）.变分状态由局部因子的二维乘积给出，并通过角转移矩阵重整化群（CTMRG）辅助的自洽计算得到改进.应当指出的是，没有对局部因子施加先验条件。转变温度和潜热计算从有序和无序相的热力学函数的观察。
2002-01-22 cond-mat.stat-mech
A mechanical model for Fourier's law of heat conduction
接近平衡态的非平衡统计力学是一种以格林-久保线性响应公式为中心的物理上令人满意的理论。这个公式的结果从一个正式的一阶微扰计算没有严格的理由。从力学定律中严格推导出傅立叶热传导定律仍然是一个未解决的主要问题。本文提出了一个具有非平凡相互作用的热传导链的确定性力学模型，其中去掉了链节点处的动能涨落。在这个模型中，傅立叶定律的推导可以严格地进行。
2011-02-27 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Heat flux operator, current conservation and the formal Fourier's law
通过回顾以前的定义的热流算子，我们表明，可以定义一个热流算子，满足连续性方程的一般哈密顿在一维。该表达式对研究线性系统和混合结构中的电子、声子和光子能流是有用的。该定义使我们能够推导出导致一般统计系统电流守恒的必要条件。傅立叶热传导定律的离散形式自然地出现在本定义中。
2008-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fourier's law from a chain of coupled planar harmonic oscillators under energy conserving noise
我们研究了热沿着一个链的粒子相互作用，通过一个谐波势，并在其两端的热库。每个粒子都有两个自由度，并且受到随机噪声的影响，该噪声在保持动能不变的同时产生速度的无穷小变化。这是通过一个朗之万方程与乘性噪声建模。我们表明，这种能量守恒随机噪声的引入导致傅立叶定律。通过一个近似的解决方案，成为精确的热力学极限，我们还表明，热导率$κ$的行为作为$κ= a L/(b+λL)$为大值的强度$λ$的能量守恒噪声和大链尺寸$L$。因此，我们得出结论，在热力学极限的导热系数是有限的，并由$κ=a/λ$。
2013-09-25 cond-mat.stat-mech
First-Order to Second-Order Phase Transition Changeover and Latent Heats of q-State Potts Models in d=2,3 from a Simple Migdal-Kadanoff Adaptation
本文通过简单改编Migdal-Kadanoff方法，确定了q态Potts模型在d=2,3维中一阶到二阶相变转变点，并计算了潜热，相变温度较精确自对偶和蒙特卡洛结果显著改善。
2022-02-03 cond-mat.stat-mech
Heat Flux in a Granular Gas
颗粒气体的流体动力学纳维-斯托克斯方程的一个特点是对傅立叶定律的修正，其中存在与密度梯度成比例的对热通量的附加贡献。因此，本构关系涉及，在单组分颗粒气体的情况下，两个传输系数：通常的（热）热导率和扩散热导率。一个非常简单的物理解释这种效果，在平均自由程和平均自由时间。它导致修改后的傅立叶定律的扩散傅立叶系数的表达式，不同的一个因素的顺序从非弹性玻尔兹曼方程获得的表达。此外，Chapman-Enskog计算的新的输运系数，以及模拟结果和理论之间的比较的一些方面进行了讨论。
2012-08-14 cond-mat.stat-mech
Generalized heat conduction in heat pulse experiments
利用广义熵流和内变量导出了一个新的热传导方程。所得到的本构关系系统与动力学理论的动量级数展开是相容的。著名的傅立叶，Maxwell-Cattaneo-Vernotte，Guyer-Krumhansl，Jeffreys型，和Cahn-Hilliard型方程的特殊情况下导出。在热脉冲初始条件和边界条件下，证明了一般方程解的一些显著性质。提出了一种简单的数值方法，并证明了其稳定性.明显快于傅立叶脉冲传播计算在过扩散制度。
2014-11-07 cond-mat.stat-mech
Universal scaling for recovery of Fourier's law in low-dimensional solids under momentum conservation
研究了波动粘弹性方程的动力学重整化群（RG），以解释低维动量守恒系统反常热传导消失（傅立叶定律恢复）的原因. RG流得到明确简化的两个模型的情况下：一个一维的连续介质在低压和不可压缩的粘弹性介质的任意尺寸。这些分析澄清，无粘不动点的贡献异常热传导变得不稳定下的RG流的非零弹性波的速度。通过对Fermi-Pasta-Ulam $β$（FPU- $β$）晶格的数值实验，进一步预测了描述热导率增长与饱和之间交叉的普遍标度.
2020-08-10 cond-mat.stat-mech
Heat equations beyond Fourier: from heat waves to thermal metamaterials
本文综述超越 Fourier 的热传导模型，结合实验梳理其原理、背景、局限与适用现象，为热波及热超材料设计提供统一认识。
2023-07-25 cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Numerical treatment of nonlinear Fourier and Maxwell-Cattaneo-Vernotte heat transport equations
热力学第二定律是推导傅立叶定律的一个有用和通用的工具。在许多情况下，只考虑热力学通量和力之间的线性关系，即，传导系数与温度无关。在本文中，我们研究了一个特殊的非线性，其中的热导率线性依赖于温度。此外，该假设被扩展到弛豫时间，这出现在傅立叶定律的双曲线推广，即麦克斯韦-卡塔内奥-Vernotte（MCV）方程。虽然傅立叶热方程中的这种非线性在文献中是众所周知的，但其扩展到MCV方程上很少应用。由于这些非线性从实验的角度来看具有重要意义，因此需要一种有效的方法来求解偏微分方程组。在下文中，我们提出了一个数值方法，首先开发的线性广义热方程。并讨论了相关的稳定性条件。
2019-12-24 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Validity of Fourier's law in one-dimensional momentum-conserving lattices with asymmetric interparticle interactions
本文用非平衡热浴法、平衡Green-Kubo方法和热流功率谱分析方法，数值研究了具有非对称粒子间相互作用的一维动量守恒晶格中的热传导。非常强的有限尺寸效应被清楚地观察到。这种效应使得热传导在很宽的晶格长度范围内服从类傅立叶定律。然而，在更长的晶格长度中，热导率恢复其幂律发散。因此，幂律发散的热导率在热力学极限得到验证，正如许多现有的理论所预期的。
2013-11-12 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Implicit numerical schemes for generalized heat conduction equations
有各种情况下，经典的傅立叶定律的热传导是不适用的，如热传导在异质材料或模拟低温现象。在这种情况下，热通量不直接与温度梯度成比例，因此，边界条件的作用-以及分析和数值处理-变得不平凡。在这里，我们解决这个问题的有限差分数值通过移位域的方法。在此基础上，隐式格式的Guyer-Krumhansl广义热传导方程，成功地描述了许多超越傅立叶实验结果，并相互比较。分析结果进行了验证，并与COMSOL有限元方法得到的结果进行了对比。
2018-05-03 cond-mat.stat-mech
Heat conduction and Fourier's law by consecutive local mixing and thermalization
我们提出了第一性原理研究热传导的一类模型，表现出一个新的多步局部热化机制，从而产生傅立叶定律。在我们的模型中，局部热化是局部受限气体粒子之间的二元碰撞的结果。我们探讨的条件下，放松到局部平衡，其中不涉及能量交换，发生的时间尺度短于二进制碰撞诱导局部热化。讨论了这种机制在气凝胶等多相材料体系中的作用。
2008-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fourier's law and maximum path information
利用定义为不稳定动力学不确定性度量的路径信息，在最大信息法和最小作用量原理的基础上，给出了傅立叶热传导定律的理论推导。
2004-07-20 cond-mat.stat-mech
Anomalous Fourier's law and long range correlations in a 1D non-momentum conserving mechanical model
我们通过数值模拟研究的速度反转模型，一维热传输的力学模型在1985年由Ianiro和Lebowitz介绍。我们的数值结果表明，这个模型，虽然它不守恒的动量，表现出反常的傅立叶定律类似于以前观察到的动量守恒模型。这与从该系统的Boltzmann方程（BE）的解获得的结果相反。对相关的速度场也看起来非常不同的相关性通常在扩散系统中看到的，并分享一些类似的动量守恒的热传输模型。
2010-07-22 cond-mat.stat-mech
Fluctuations of the heat flux of a one-dimensional hard particle gas
已知动量守恒的一维模型表现出反常的傅立叶定律，热导率随系统尺寸的幂律变化。在这里，我们测量，通过数值模拟，几个累积的热通量的一维硬粒子气体。我们发现，累积量，像电导率，随系统大小的幂律变化。我们的研究结果还表明，累积量高于第二遵循不同的幂律时，比较环的几何形状在平衡和线性的情况下，接触两个热浴（在相同或不相同的温度）。关键词：电流涨落，反常傅立叶定律，硬粒子气体
2010-02-18 cond-mat.stat-mech
A simple one-dimensional model of heat conduction which obeys Fourier's law
我们提出了一个硬点粒子链的交替质量与两个不同温度的热浴相互作用的极端的计算机模拟结果。我们发现，该系统服从傅立叶定律在热力学极限。这一结果与具有动量守恒动力学和非零压力的一维系统具有无穷大热导率的实际信念相反。似乎热阻率发生在我们的系统中，由于一种合作行为，其中轻粒子往往比重粒子吸收更多的能量。
2001-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Internal structure and heat conduction in rigid solids: a two temperature approach
非傅立叶热输运机制表征了具有内部结构的固体中的热传导。一些热力学理论试图解释这种系统中傅立叶区域的分离。本文从非平衡态热力学原理出发，建立了一个描述非傅立叶区的双温模型。基本假设是系统中存在两个分离的尺度，一个与矩阵维数（体积）有关，另一个与内部结构的特征长度有关。得到了两个描述每个长度尺度下热传导的温度傅里叶型耦合输运方程。用耦合参数作为拟合参数，较好地再现了几组不同结构材料热响应的实验结果。讨论了当前形式主义与其他理论的异同。
2021-05-28 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Heat transfer and Fourier's law in off-equilibrium systems
本文研究了非平衡体系有效温度的最佳测量方法。我们分析了在一个非平衡系统和一个温度计之间建立的稳定电流以及该电流消失的必要条件。我们发现，温度计必须有一个短的特征时间尺度相比，典型的玻璃系统的去相关时间，以正确地测量有效温度。这个一般性的结论得到证实，分析与蒙特卡罗动力学作为一个说明性的例子，一个可解模型的玻璃的谐振子系综。我们还发现，目前定义的允许扩展傅立叶定律的非平衡制度，通过一致地定义有效的传输系数。我们的振荡器模型的结果解释了为什么结构玻璃中的热化和冻结自由度之间的热导率非常小。
2001-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Reconstructing Fourier's law from disorder in quantum wires
利用开放量子系统理论研究了不同温度下金属纳米线与引线连接时的局部温度和热流。我们表明，弹道导线的局部温度几乎是均匀的沿导线和傅立叶定律是无效的。通过逐渐增加无序度，在导线内部产生均匀的温度梯度，并且热流与该局部温度梯度线性相关，与傅立叶定律一致。最后，我们表明，虽然无序是负责发病的傅立叶定律，非平衡态能量分布函数是完全由热浴。
2008-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Interlayer-Interaction Dependence of Latent Heat in the Heisenberg Model on a Stacked Triangular Lattice with Competing Interactions
本文用蒙特卡罗模拟研究了堆积三角晶格上受抑海森堡模型的相变行为。该模型有三种类型的相互作用：铁磁最近邻相互作用$J_1$和反铁磁第三最近邻相互作用$J_3$在每个三角形层和铁磁层间相互作用$J_\perp$。阻碍来自层内相互作用$J_1$和$J_3$。我们主要讨论序参量空间为SO（3）$\times C_3$的情形。我们发现该模型在有限温度下表现出SO（3）和$C_3$对称性破缺的一级相变。我们还发现，相变温度增加，但潜热减少，$J_\perp/J_1$增加，这是在典型的无阻三维系统中观察到的行为相反。
2013-11-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fourier's Law confirmed for a class of small quantum systems
在Lindblad形式主义，我们考虑一个相互作用的自旋链耦合局部热浴。我们调查的依赖性的能量输运的类型在系统中的相互作用，以及对整体的相互作用强度。对于一大类耦合，我们发现一个正常的热传导，并确认傅立叶定律。在完全量子力学的方法中，即使对于小的量子系统，线性输运行为似乎也是通用的。
2005-03-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Monte Carlo simulation of a hard-sphere gas in the planar Fourier flow with a gravity field
本文用直接模拟蒙特卡罗方法，数值求解了两块温度不同的平行平板之间的硬球气体在垂直于平板的重力场作用下的Boltzmann方程。压力、密度、温度和热通量的分布对重力加速度$g$的值非常敏感。如果重力场和热通量平行（$g>0$），则温度梯度和热通量的大小都小于相反情况（$g<0$）。当考虑相对于由傅立叶定律预测的值的实际热通量时，可以看出，如果是$g>0$，则比率随着减小的局部场强度的增加而增加，而如果是$g<0$，则相反。模拟结果与麦克斯韦分子的理论预测进行了比较
2000-02-28 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Non-Fourier heat transport in nanosystems
本文从非平衡态统计力学和原子级模拟视角概述了纳米系统中非傅里叶热传输的最新进展，探讨了其底层机制及长程相互作用与可积性的影响，并讨论了在热管理、整流和能量转换方面的应用。
2023-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Anomalous Heat Conduction and Anomalous Diffusion in Low Dimensional Nanoscale Systems
热传递是自然界中重要的能量传递过程。声子是半导体和电介质材料中主要的热载体。傅立叶定律与电导率的欧姆定律类似，是固体传热的基本定律。它指出，热导率是独立的样品规模和几何形状。虽然傅立叶定律在描述宏观热输运方面取得了巨大的成功，但它在低维系统中的有效性仍然是一个悬而未决的问题。本文综述了低维系统热输运的实验、理论和数值研究的最新进展，包括晶格模型、纳米线、纳米管和石墨烯。我们将证明，声子输运在低维系统超扩散，这导致了尺寸依赖的热导率。换句话说，傅立叶定律在低维结构中是崩溃的。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fourier law in a momentum-conserving chain
我们介绍了一个家庭的哈密顿模型的热传导动量守恒和不守恒。它们在高温极限下是解析可解的，也可以有效地模拟。在所有情况下，傅立叶定律在一维验证。
2005-05-11 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Focusing the Latent Heat Release in 3D Phase Field Simulations of Dendritic Crystal Growth
本文研究了一类模拟纯过冷物质枝晶生长的相场模型。感兴趣的中心对象是Allen-Cahn方程中的反应项，该反应项负责凝固期间释放的潜热的空间分布。在这种情况下，几个现有的形式的反应项进行了分析。受已知的匹配渐近分析结论的启发，我们提出了新的变种，足够简单，允许数学和数值分析和强大的足够适用于非常大的过冷下的凝固。由此产生的模型进行了测试，在一些数值模拟集中在网格依赖性和模型参数设置。尽管相界面厚度相对较大，使数值计算可行，所得到的结果表现出良好的定量协议与实验数据从快速凝固的镍熔体。
2021-01-29 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Heat conduction and phonon localization in disordered harmonic crystals
研究了二维和三维同位素无序谐振晶格中的稳态热流。使用本地化理论以及动力学理论，我们估计系统的大小依赖的电流。这些估计进行了比较，得到的数值结果使用一个精确的公式中给出的声子传输函数的电流，以及通过直接的非平衡模拟。我们发现，高频模式的热传导被抑制的本地化，而低频模式的边界条件的强烈影响。我们的{ \color{black}启发式}论证表明，傅立叶定律在三维无序固体中是有效的，除了特殊的边界条件。我们还研究了量子系统中与局域化相关的钉扎情况，并经常用作研究傅立叶定律有效性的模型系统。在这里，我们提供了第一个三维傅立叶定律的数值验证。在二维钉扎的情况下，我们发现声子模式的本地化导致一个热绝缘体。
2010-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Crossover from ballistic to normal heat transport in the $ϕ^{4}$ lattice: If nonconservation of momentum is the reason, what is the mechanism?
反常（非傅立叶）热输运不再仅仅是一个理论问题，因为它已经在许多低维纳米材料中被实验观察到，如SiGe纳米线，碳纳米管等。为了理解这些异常行为，探索正常（傅立叶）热传输的微观起源是一个迷人的理论课题。然而，这个问题还没有得到充分理解，即使是一维（1D）模型链，尽管大量的彻底的研究。从这些研究中，人们普遍认为动量守恒是引起异常热传输的关键因素，而动量非守恒系统通常支持傅立叶定律有效的正常热传输。但是，如果动量不守恒是原因，那么观察到的正常热输运的微观机制是什么？在这里，我们仔细回顾了一个典型的一维动量非守恒$ϕ^{4}$模型，并提出证据表明，移动离散呼吸，或者换句话说，移动固有局域模式的频率分量以上的线性声子带可以负责。
2017-10-10 cond-mat.stat-mech nlin.CD
"Latent heat" of first-order varying pressure transitions
我们考虑的能量释放与一级跃迁的吉布斯建设，并提出这样的能量释放作为一系列微小的结合能之间的过度压缩状态和稳定的差异的积累。给出了从一个均相到另一个均相的能量释放的普遍公式。我们发现每个转换粒子的能量释放随数密度而变化。作为例子，详细讨论了超核密度下的解除禁闭相变。在RMF理论和MIT袋描述中，在较宽的参数范围内，每个转换重子的平均能量释放为0.1MeV量级。
2008-12-13 astro-ph cond-mat.stat-mech hep-ph
Heat conduction and Fourier's law in a class of many particle dispersing billiards
考虑多个相互作用的受限台球的运动，讨论了它们的输运和混沌性质。尽管没有质量传输，但由于限制，能量传输可以通过相邻粒子之间的二元碰撞发生。我们探讨的条件下，松弛到局部平衡发生的时间尺度远短于二进制碰撞，其特点是运输的能量，随后放松到局部热平衡。从相空间分布随时间演化的准刘维尔方程出发，导出了系统组分间能量交换的主方程。因此，我们得到的分析结果有关的热导率的传输系数的碰撞事件的频率和计算这些数量。我们还提供了尺度分离的假设下的李雅普诺夫指数和Kolmogorov-Sinai熵的估计。我们的结果的有效性证实了广泛的数值研究。
2008-08-30 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Anomalous heat transport in one dimensional systems: a description using non-local fractional-type diffusion equation
已经在许多数值模拟、实验和各种理论处理中观察到，相互作用粒子的一维系统中的热传输不能用唯象傅立叶定律来描述。从过去几年的研究中出现的图像是傅立叶定律被空间非局部线性方程所取代，其中一点的电流来自系统其他部分的温度梯度。相应地，通常的热扩散方程被非局部分数阶扩散方程所取代。在这篇综述中，我们描述了导致这个框架的各种理论方法，并讨论了这个问题的最新进展。
2019-11-11 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
