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文檔簡介
1、在微納器件應(yīng)用領(lǐng)域,納米液膜傳遞特性的研究有著重要的意義。由于納米液膜厚度一般在幾納米到幾百納米之間,實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量不僅對(duì)設(shè)備要求很高,在技術(shù)上也有很大難度。本文利用平衡和非平衡分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,從分子層次研究了納米液膜的蒸發(fā)過程,探討液相分子數(shù)、壁面作用勢(shì)能、溫度等因素對(duì)汽-液界面厚度的影響,以及壁面作用勢(shì)能、溫度、壁面粗糙度等因素對(duì)納米液膜蒸發(fā)通量的影響。此外,采用非平衡分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,模擬納米通道內(nèi)氬流體的熱量傳遞過程,引入
2、嵌入式原子方法模擬固壁原子之間的相互作用勢(shì)能,利用Green-Kubo公式計(jì)算熱導(dǎo)率和熱流量,進(jìn)而計(jì)算界面熱阻長度。
納米液膜蒸發(fā)行為的分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明,對(duì)于納米水液膜的蒸發(fā)過程,隨著壁面作用勢(shì)能參數(shù)的減小,近壁面處“類固體區(qū)”質(zhì)量密度點(diǎn)震蕩減弱;隨著溫度的增加,汽-液界面厚度隨之增加;模擬體系的水分子數(shù)、壁面作用勢(shì)能參數(shù)對(duì)汽-液界面厚度的影響不大。光滑壁面上和粗糙壁面上納米氬液膜的蒸發(fā)過程均包括恒速和降速兩個(gè)階段。在恒
3、速階段,壁面能量參數(shù)對(duì)蒸發(fā)通量幾乎沒有影響;在降速階段,隨著壁面勢(shì)能參數(shù)的增加,壁面吸附的氬原子數(shù)增多。對(duì)于粗糙壁面上納米氬液膜的蒸發(fā)過程,當(dāng)粗糙度因子一定時(shí),相面積分?jǐn)?shù)越大,降速階段壁面吸附的氬原子數(shù)越多,納米氬液膜的蒸發(fā)也越慢;當(dāng)相面積分?jǐn)?shù)一定時(shí),粗糙度因子越大,蒸發(fā)越慢,達(dá)到平衡時(shí),滯留在凹槽內(nèi)的原子數(shù)越多;當(dāng)壁面粗糙因子及相面積分?jǐn)?shù)均相同時(shí),在恒速階段,納米液膜在欄柵形粗糙壁面與在方柱矩陣形粗糙壁面上的蒸發(fā)通量相差不大,在降速階
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