超急速传热过程中热惯性效应的解析分析
基于热质的概念，根据牛顿力学分析方法建立了温度突变加热条件下热质运动的波动方程。借助Laplace正逆变换，推导了半无限大薄板外表面受热冲击作用下热惯性效应的解析表达式，给出了超急速传热过程中热波的传递规律，揭示了热质惯性对传热行为的影响：
（1）受到热质惯性的影响，热量以有限速度传播，呈阶跃性分布，在波前尚未到达的区域内，温度保持初始值不变。
（2）当热作用时间与弛豫时间和特征长度相当时，非傅里叶现象很明显，且当τ0→0，l→0时，热惯性效应消失，此时传热过程将会变成常见的傅里叶形式。
（3）当忽略热流加速的时间惯性时，由于空间效应的存在，热量仍以有限速度传播，很好的解释了稳态下非傅里叶现象。可以更普适的描述热量的传递过程。
超急速传热过程中热弹性响应的解析分析
基于L-S广义热弹性理论，借助于Laplace正逆变换，在弱化耦合作用的基础上推导了一维超急速传热问题热弹性响应的解析解。通过对超急速传热过程中温度场、位移场以及应力场的求解分析，得到如下结论：
(1)在超急速传热过程中，热量以有限的速度传播，且热波的传播速度与热松弛时间的平方根呈反比关系。随着热松弛时间的递增，热流矢与温度梯度之间的延迟效应增大，热量传播的延迟区域不断扩大。当热松弛时间一定时，随着热作用时间的递增，热波的波前不断向前推进，热延迟区域逐渐减小。
(2)在热波及弹性波共同作用下，在弹性体内部区域形成应力集中，应力峰值点及大小与热松弛时间密切相关，热松弛时间越大，延迟效应越明显，热冲击效应越弱。
飞秒激光烧蚀金属靶的冲击温度
利用飞秒脉冲激光烧蚀金属的双温模型以及非傅里叶热传导模型,算得飞秒激光烧蚀铝靶和铜的冲击温度以及冲击温度的分布.在脉宽为50fs和能量密度为2×10−3J/cm2的激光脉冲作用下,铝靶和铜靶的冲击温度分别为1210K和2160K.计算结果表明,铝靶和铜靶的冲击温度的传播表现出波动性,并且铝靶的冲击温度振荡较铜靶的剧烈.分析表明,靶材的表面反射率、吸收系数以及电子比热容等材料参数是影响冲击温度大小的根本原因.对于给定靶材,冲击温度随激光能量密度的增加而增加,随脉宽的增加而减小.飞秒激光烧蚀固体靶冲击温度绝对值的确定,对安全操控飞秒激光加工含能材料具有重要意义.
