水在碳基纳米尺度通道内的粘性、扩散和剪切流动行为的模拟研究
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-12页 |
| 1 绪论 | 第12-28页 |
| ·概述 | 第12-13页 |
| ·流体传输性质的研究背景 | 第13-18页 |
| ·流体在宏观尺度下的传输性质 | 第13-16页 |
| ·流体在纳观尺度下的传输性质 | 第16-18页 |
| ·流体流动行为的研究背景 | 第18-26页 |
| ·流体在宏观尺度下的流动行为 | 第18-21页 |
| ·常见的纳米尺度通道 | 第21-23页 |
| ·流体在纳观尺度下的流动行为 | 第23-26页 |
| ·本论文的主要工作 | 第26-28页 |
| 2 分子动力学方法 | 第28-51页 |
| ·引言 | 第28-29页 |
| ·分子动力学方法的基本思想 | 第29-31页 |
| ·原子间相互作用势函数 | 第31-35页 |
| ·Lennard-Jones(LJ)势 | 第32-33页 |
| ·Coulomb势 | 第33-34页 |
| ·Morse势 | 第34页 |
| ·Tersoff-Brenner势 | 第34-35页 |
| ·水分子的分子动力学模型 | 第35-38页 |
| ·分子动力学方法的主要概念 | 第38-46页 |
| ·系统能量 | 第38-39页 |
| ·运动方程的数值解法 | 第39-41页 |
| ·时间步长 | 第41页 |
| ·截断半径 | 第41-42页 |
| ·边界条件 | 第42-44页 |
| ·邻域列表 | 第44-45页 |
| ·Lorentz-Berthelot混合法则 | 第45页 |
| ·系综 | 第45页 |
| ·温度压力控制方法 | 第45-46页 |
| ·计算结果的处理 | 第46-50页 |
| ·径向分布函数 | 第46-47页 |
| ·均方位移 | 第47页 |
| ·流体粘性 | 第47-48页 |
| ·氢键 | 第48-49页 |
| ·电偶极矩 | 第49-50页 |
| ·本章小结 | 第50-51页 |
| 3 水在碳纳米管内的粘性性质的研究 | 第51-82页 |
| ·引言 | 第51-53页 |
| ·“Eyring-MD”粘性计算方法 | 第53-68页 |
| ·传统Eyring粘性理论 | 第53-56页 |
| ·传统Eyring粘性理论的应用 | 第56-59页 |
| ·“Eyring-MD”粘性计算方法的基本公式 | 第59-62页 |
| ·数值实验 | 第62-65页 |
| ·临界能E_c | 第65-68页 |
| ·“Eyring-MD”粘性理论的验证 | 第68-69页 |
| ·水在碳纳米管内的粘性性质的尺度效应 | 第69-74页 |
| ·计算模型、模拟细节及参数 | 第69-71页 |
| ·计算结果 | 第71-74页 |
| ·水在碳纳米管内的粘性性质的温度效应 | 第74-80页 |
| ·“Eyring-MD”粘性理论的改进 | 第74-75页 |
| ·计算模型、模拟细节及参数 | 第75-76页 |
| ·计算结果 | 第76-80页 |
| ·本章小结 | 第80-82页 |
| 4 水在碳纳米管内的扩散行为的研究 | 第82-106页 |
| ·引言 | 第82-83页 |
| ·扩散行为的基本理论 | 第83-84页 |
| ·计算模型、模拟细节及参数 | 第84-87页 |
| ·水在碳纳米管内的扩散行为的尺度效应 | 第87-93页 |
| ·水在小直径碳纳米管中的扩散机理 | 第87-90页 |
| ·水在大直径碳纳米管中的扩散机理 | 第90-91页 |
| ·水在碳纳米管中的扩散系数 | 第91-93页 |
| ·水在碳纳米管内的扩散行为的温度效应 | 第93-97页 |
| ·水在小直径碳纳米管中的扩散机理 | 第93-95页 |
| ·水在大直径碳纳米管中的扩散机理 | 第95-96页 |
| ·水在碳纳米管中的扩散系数 | 第96-97页 |
| ·碳纳米管的尺寸限制和表面属性对扩散行为的影响 | 第97-104页 |
| ·对扩散机理的影响 | 第97-99页 |
| ·对扩散系数的影响 | 第99-104页 |
| ·本章小结 | 第104-106页 |
| 5 水在石墨层片驱动下的剪切流动行为 | 第106-120页 |
| ·引言 | 第106-108页 |
| ·计算模型、模拟细节及参数 | 第108-110页 |
| ·纯石墨层片 | 第110-112页 |
| ·速度轮廓 | 第110-111页 |
| ·滑移长度 | 第111-112页 |
| ·碳原子粘附电荷的石墨层片 | 第112-118页 |
| ·粘附电荷为0.10 e时的速度轮廓 | 第112-114页 |
| ·粘附电荷电量的影响 | 第114-115页 |
| ·粘附电荷电性的影响 | 第115-117页 |
| ·滑移长度 | 第117-118页 |
| ·本章小结 | 第118-120页 |
| 参考文献 | 第120-134页 |
| 结论 | 第134-138页 |
| 创新点摘要 | 第138-139页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第139-140页 |
| 致谢 | 第140-141页 |
| 作者简介 | 第141-142页 |
