纳米尺度圆柱绕流现象的分子动力学模拟研究

工程热物理学报 , 2007, 28(4): 565-567.

纳米尺度圆柱绕流现象的分子动力学模拟研究

李印实 ^1, , 何雅玲 ^2, , 孙杰 ^3, , 陶文铨 ^4,

1.西安交通大学能源与动力工程学院,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

2.西安交通大学能源与动力工程学院,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

3.西安交通大学能源与动力工程学院,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

4.西安交通大学能源与动力工程学院,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049

基金项目: 国家自然科学基金(50629601) 教育部全国优秀博士学位论文作者专项基金(200436)

关键词：分子动力学模拟 , 圆柱绕流 , 流线 , 涡

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION STUDY ON FLOW AROUND A CIRCULAR CYLINDER IN NANOSCALE

本文采用分子动力学模拟方法,利用Lennard-Jones(L-J)势能模型,模拟了Re为28时Ar流体流过Pt纳米圆柱的绕流现象.采用小步长时均值作为涡的瞬时值的方法,在纳米尺度、纳秒量级下得到了涡的周期性产生、组合、发展和脱落现象;在大步长时均条件下,得到了稳定的对称涡,表现出了绕流现象在不同时间范围内的不同特征.绕流过程还体现了流体的密度变化,圆柱上游密度大于下游密度、对称的两侧离轴线越远密度越大.结果表明,分子动力学模拟方法可以有效地细节刻画圆柱绕流现象.

参考文献

[1]	吴剑,齐鄂荣,李炜,黄明海,李国亚.应用PIV系统研究横流中近壁水平圆柱绕流旋涡特性[J].水科学进展,2005(05):628-633.
[2]	Rapaport D C;Clementi E .Eddy Formation in Obstructed Fluid Flow:A Molecular-Dynamics Study[J].Physical Review Letters,1986,57(06):695-698.
[3]	Gyoko Nagayama;Ping Cheng .Effects of interface wettability on microscale flow by molecular dynamics simulation[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2004(3):501-513.
[4]	Delhommelle J.;Millie P. .Inadequacy of the Lorentz-Berthelot combining rules for accurate predictions of equilibrium properties by molecular simulation[J].Molecular physics,2001(8):619-625.
[5]	Rapaport D C.The Art of Molecular Dynamics Simulation[M].Cambridge:Cambridge University Press,1995:323-329.
[6]	郭照立,郑楚光,柳朝晖.基于Lattice Boltzmann方法的圆柱绕流大涡模拟[J].工程热物理学报,2002(04):479-481.

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