解辉
,
刘朝
,
高虹
工程热物理学报
切向动量协调系数(TMAC)是描述气体滑移流动的重要边界条件.运用非平衡分子动力学方法,构建了能够反映流体粒子与壁面粒子相互作用关系的物理模型.结果显示:当壁面存在吸附层或壁面无气体吸附层时,同一势能强度下TMAC值都随着温度的升高而降低;而在吸附层能够解吸附的温度,TMAC值发生突跃.在本文的模拟条件下,气体粒子离开壁面吸附的能力和壁面粒子及吸附层粒子热运动产生的粗糙度决定了TMAC值的分布.
关键词:
非平衡分子动力学
,
切向动量协调系数
,
纳米通道
,
Poiseuille流动
解辉
,
刘朝
,
高虹
工程热物理学报
疏水表面纳米气泡的运动有重要的应用价值和研究意义。本文采用分子动力学方法，模拟了纳米通道壁面为超疏水性时壁面上气泡的运动状况。在质量力驱动下，随着外界驱动力的增大，两壁面上的气泡被逐渐拉长，同时逐渐变得扁平；前端“接触角”逐渐增大，而后端“接触角”逐渐减小。纳米通道内疏水性表面的纳米气泡随着外部驱动力的变化呈现出不同的形态，变化程度随着驱动力的增大而增大。在不同驱动力作用下，两个气泡总是保持相同的速度，气泡的速度与外力驱动的大小呈线性增长趋势。随着外力的增大，边界层及通道中心速度皆呈现增大趋势。
关键词:
分子动力学模拟
,
超疏水表面
,
纳米气泡
,
纳米流动
,
纳米通道
解辉
,
刘朝
,
高虹
工程热物理学报
温度对纳米通道内流体的流动有显著的作用.运用分子动力学方法,模拟了不同温度下气体混合物在纳米通道内的Poiseuille流动.结果表明:气体混合物化学成分和物理结构都是非均匀的,固壁附近亲水粒子密度随着温度的升高而降低,疏水粒子随着温度的升高逐渐能够到达固壁附近.纳米通道内混合气体在温度较低时有明显的分层现象,而随着温度的升高,密度分布趋于一致.同时在固体壁面从温度较低时的无表观滑移到表观滑移速度随着温度的升高而逐渐增大,而在通道中心混合气体的流动速度随着温度的升高而降低.
关键词:
分子动力学模拟
,
混合气体
,
纳米通道
,
纳米流动
孙成珍
,
卢文强
,
白博峰
,
刘捷
工程热物理学报
基于平衡分子动力学模拟方法，研究壁面原子与流体原子之间不同的作用势能对纳米通道中二元流体形态和传热特性的影响。对于Ar—Kr流体，Kr原子由于壁面和周围流体原子的作用均匀分散形成混合流体，并且热导率较纯Ar流体略有增大；而对于Ar—Cu流体，Cu原子依靠自身强大的作用聚集一起形成悬浮流体，其热导率较纯Ar流体增加一个数量级。由此可见，不同势能的原子在纳米通道中的存在形式和所引起的流体传热特性不同。
关键词:
原子势能
,
纳米通道
,
二元流体
,
流体形态
,
传热特性
李期斌
,
刘朝
,
高虹
,
张智
工程热物理学报
本文采用分子动力学方法,模拟了流体在晶面结构为FCC100、FCC110、FCC111壁面上的吸附现象,结果表明壁面结构对粒子的吸附有较大的影响.在相同的条件下,三种晶面结构的吸附区产生的吸附作用力不相同,FCC110结构壁面的吸附粒子更贴近壁面,FCC111结构壁面吸附的粒子最多.在纳米尺度下定义壁面相对光滑度来表征壁面结构对粒子的吸附影响.随着纳米通道壁面的相对光滑度减小,壁面的吸附作用力减小,壁面吸附的粒子数减少,吸附数密度降低,吸附的粒子贴近壁面.最后提出了一种推测纳米通道吸附最优孔径的方法.
关键词:
纳米吸附
,
纳米通道
,
分子动力学模拟
,
相对光滑度
向恒
,
姜培学
,
刘其鑫
,
毛志方
工程热物理学报
本文采用分子动力学方法模拟液体在定截面及变截面纳米通道内的三维Poiseuille流动,研究液体浸润性及通道截面变化对纳米通道内液体流动的影响.研究结果表明:液体对壁面不湿润时,壁面处有速度滑移存在,并且随接触角的增大而增大,液体对壁面湿润则不存在速度滑移;同时,摩擦阻力系数随接触角的减小而增大.通道截面形状的变化对流场的影响随着远离变截面位置而迅速减弱,对流体通道平直处的流体速度相对值分布影响不大,对摩擦阻力系数影响较大.
关键词:
纳米通道
,
液体Poiseuille流动
,
速度滑移
,
变截面
,
分子动力学
徐松秀
,
王寅宁
,
丛远华
,
蒋诗平
,
李良彬
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2012.00045
利用静电纺丝技术构建了新型三维纳米通道系统.在不同质量分数的聚苯乙烯(PS:Mw=1.3×105)溶液中加入一定量十二烷基磺酸钠(SDS),于不同电压下进行静电纺丝.所得纤维在90℃加热粘连后,形成三维聚苯乙烯纳米网络模板,然后于聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚体(含10％交联剂)灌注进入上述模板并交联形成网络复合材料,再用二硫化碳超声除去聚苯乙烯纤维.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜对纤维模板形貌和纳米通道进行了表征.结果表明,质量分数为10％的PS溶液加入0.5％ SDS,在20 kV电压下进行静电纺丝,得到直径为150 nm的纤维.SDS的加入对纺丝纤维具有平滑作用,使得粘连的纤维模板更易去除,形成的三维纳米通道直径约160 nm,与纤维模板直径一致.该类型纳米通道可以应用于医学药物载体、纳流控芯片等众多领域.
关键词:
静电纺丝
,
聚苯乙烯
,
聚二甲基硅氧烷
,
纳米通道
曹炳阳
,
陈民
,
过增元
工程热物理学报
本文采用非平衡分子动力学方法对纳米通道内的Couette流动进行了研究,计算获得了不同壁面和流体间势能作用强度下通道内流体的速度分布和密度分布,反映出可能存在的速度滑移、表现无滑移和负滑移现象,并探讨了速度滑移程度和壁面作用强度之间的关系.
关键词:
速度滑移
,
分子动力学模拟
,
纳米通道
徐超
,
何雅玲
,
王勇
工程热物理学报
本文采用非平衡分子动力学方法对平板纳米通道滑移流动进行了非平衡分子动力学模拟,获得了不同壁面势能和不同温度时流体的速度分布及密度分布.研究结果表明滑移速度在很大程度上决定于流体温度和壁面吸引力作用强度的大小.由于不同壁面吸引力时流体的密度分布受温度的影响规律不同,使得不同壁面吸引力时流体的滑移速度受温度影响规律也不一致.而且,流体结构受壁面流速的影响要受到壁面势能的制约.
关键词:
分子动力学
,
纳米通道
,
速度滑移
