論文の概要: Performance analysis of quantum harmonic Otto engine and refrigerator
under a trade-off figure of merit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.03374v2
- Date: Thu, 20 Apr 2023 19:43:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 18:19:08.937630
- Title: Performance analysis of quantum harmonic Otto engine and refrigerator
under a trade-off figure of merit
- Title（参考訳）: トレードオフ図による量子高調波オットーエンジンと冷凍機の性能解析
- Authors: Kirandeep Kaur, Shishram Rebari, and Varinder Singh
- Abstract要約: 本稿では, 量子オットーエンジンと冷凍サイクルの最適性能について, トレードオフ図を用いて検討する。
熱エンジンの場合、選択されたトレードオフ図形は効率(性能の係数)と作業出力(冷却負荷)の積によって定義される客観的関数である。
一方,突然の切換操作では,トレードオフ対象関数の選択には大きな違いはない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8581130088826077
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the optimal performance of quantum Otto engine and
refrigeration cycles of a time-dependent harmonic oscillator under a trade-off
figure of merit for both adiabatic and nonadiabatic (sudden-switch) frequency
modulations. For heat engine (refrigerator), the chosen trade-off figure of
merit is an objective function defined by the product of efficiency
(coefficient of performance) and work output (cooling load), thus representing
a compromise between them. We obtain analytical expressions for the efficiency
and coefficient of performance of the harmonic Otto cycle for the optimal
performance of the thermal machine in various operational regimes.
Particularly, in the sudden-switch regime, we discuss the implications of the
nonadiabatic driving on the performance of the thermal machine under
consideration, and obtain analytic expressions for the maximum achievable
efficiency and coefficient of performance of the harmonic Otto thermal machine.
Further, by carrying out a detailed comparative analysis of the heat engine
operating under the chosen trade-off objective function with one operating at
maximum work output, we show that the trade-off objective functions have
desirable operation only for the adiabatic driving whereas for the sudden
switch operation, the choice of a trade-off objective function does not make
much difference as the performance of the engine is dominated by frictional
effects.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 量子オットーエンジンの最適性能と時間依存型高調波発振器の冷凍サイクルについて, 断熱・非断熱両周波数変調のトレードオフ図を用いて検討した。
熱エンジン(冷凍機)の場合、選択されたトレードオフ図形は効率(性能の係数)と作業出力(冷却負荷)の積によって定義される目的関数であり、両者の妥協を表す。
様々な動作環境における熱機械の最適性能に対する高調波オットーサイクルの効率と性能係数の解析式を得る。
特に, 突発的なスイッチ方式では, 検討中の熱機械の性能に及ぼす非断熱駆動の影響を議論し, ハーモニックオットー熱機械の最大到達効率と性能係数に関する解析式を得る。
さらに, 選択したトレードオフ目標関数の下で動作する熱機関と最大作業出力で動作する熱機関の詳細な比較分析を行うことにより, トレードオフ目標関数が断熱駆動のみに望ましい操作であるのに対して, 突然のスイッチ操作では, エンジンの性能が摩擦効果に支配されるため, トレードオフ目標関数の選択には大きな違いがないことを示す。
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