壁面效应对纳米尺度气体流动的影响规律研究

张烨; 张冉; 常青; 李桦

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壁面效应对纳米尺度气体流动的影响规律研究

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采用分子动力学方法研究了过渡区纳米通道内的壁面力场对气体剪切流动的影响规律.在纳米尺度下,壁面力场对流场的主导作用更加显著,流动物理量对于壁面条件和系统温度的变化也更加敏感.壁面原子的运动采用Einstein模型模拟,结果表明随着壁面刚度的增加,气体在近壁面区域的速度峰值减小,气体分子与壁面的动量适应性变差.壁面粗糙度通过金字塔形模型来研究,发现无论是主流区域还是近壁区域,壁面粗糙度对流动的影响都非常明显.当粗糙单元高度增大时,气体分子在壁面处的聚集现象明显,与壁面完全动量适应.本文还研究了系统温度对纳米通道流动的影响,结果表明温度的影响是全局性的,温度的升高导致整个通道内流速降低,近壁区域气体密度减小,气-固动量适应性变差.

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来源
《物理学报》 |2019年第12期|163-173|共11页
作者
张烨; 张冉; 常青; 李桦;
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作者单位

国防科技大学空天科学学院;

长沙 410073;

国防科技大学空天科学学院;

长沙 410073;

国防科技大学空天科学学院;

长沙 410073;

国防科技大学空天科学学院;

长沙 410073;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
纳米尺度气体流动; 壁面效应; 切向动量适应系数; 剪切应力;

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