微通道气体流动的分子动力学模拟
第一章 绪论 | 第1-13页 |
1.1 课题来源及研究的目的、意义 | 第7-8页 |
1.2 分子模拟技术 | 第8页 |
1.3 微流体流动的研究现状 | 第8-9页 |
1.4 研究微流体流动的意义 | 第9-10页 |
1.5 论文的主要工作 | 第10页 |
1.6本文的主要内容及组织 | 第10-13页 |
第二章 微尺度气体流动 | 第13-23页 |
2.1 微流动区域的划分 | 第13-14页 |
2.2 微尺度效应 | 第14-15页 |
2.2.1 尺寸效应 | 第14页 |
2.2.2 表面效应 | 第14-15页 |
2.2.3 相对表面粗糙度的影响 | 第15页 |
2.3 流体理论建模 | 第15-16页 |
2.3.1 连续介质模型 | 第15-16页 |
2.3.2 基于分子模型 | 第16页 |
2.4 微流体流动的研究方法 | 第16页 |
2.5 气体分子运动论 | 第16-23页 |
2.5.1 二维速度分布函数的推导 | 第17-19页 |
2.5.2 三种分子运动速率的计算 | 第19页 |
2.5.3 平均自由程的计算 | 第19-23页 |
第三章 分子动力学基本理论和算法基础 | 第23-35页 |
3.1 模拟的背景和应用 | 第23页 |
3.2 分子动力学基本原理 | 第23-25页 |
3.2.1 基本原理 | 第23-24页 |
3.2.2 分子动力学模拟的实现步骤 | 第24-25页 |
3.2.3 分子动力学应用的领域 | 第25页 |
3.3 分子动力学理论基础 | 第25-30页 |
3.3.1 运动的基本方程 | 第25页 |
3.3.2 势能函数 | 第25-27页 |
3.3.3 积分算法 | 第27-28页 |
3.3.4 采样定理 | 第28-29页 |
3.3.5 周期边界条件 | 第29页 |
3.3.6 宏观量的计算 | 第29-30页 |
3.4 分子动力学模拟应用细节 | 第30-32页 |
3.4.1 势能截断 | 第30-31页 |
3.4.2 时间步长的选择 | 第31页 |
3.4.3 初始位型和速度 | 第31-32页 |
3.5 分子动力学模拟的系综 | 第32-35页 |
第四章 气体流动的理论模型和滑移计算 | 第35-43页 |
4.1 滑移边界条件 | 第35-36页 |
4.2 无限大平板微通道内的滑移流动计算 | 第36-41页 |
4.2.1 压力驱动流动 | 第36-39页 |
4.2.2 剪切流动 | 第39-41页 |
4.3 本章小结 | 第41-43页 |
第五章 分子动力学模拟中的几个细节 | 第43-53页 |
5.1 初始位置和速度的确定 | 第43页 |
5.2 分子运动模型的建立 | 第43-45页 |
5.2.1 势能函数 | 第44页 |
5.2.2 运动积分算法 | 第44页 |
5.2.3 周期性边界 | 第44页 |
5.2.4 时间步长的选择 | 第44页 |
5.2.5 模拟参数的无因次化 | 第44-45页 |
5.3 模拟算法的流程 | 第45-46页 |
5.4 分子碰撞计算 | 第46-52页 |
5.4.1 分子硬球碰撞动力学模型 | 第46页 |
5.4.2 碰撞时间分析 | 第46-48页 |
5.4.3 碰撞发生的夹角计算 | 第48页 |
5.4.4 碰撞时间的确定 | 第48-49页 |
5.4.5 基本的分子碰撞计算 | 第49-52页 |
5.5 本章小结 | 第52-53页 |
第六章 模拟结果及分析 | 第53-59页 |
6.1 模型参数的设定和结果统计 | 第53-54页 |
6.2 剪切流动分析 | 第54-58页 |
6.3 不足及进一步研究 | 第58-59页 |
第七章 总结与展望 | 第59-61页 |
7.1 总结 | 第59页 |
7.2 展望 | 第59-61页 |
致谢 | 第61-63页 |
参考文献 | 第63-65页 |
作者在读研期间的研究成果 | 第65页 |