纳米流体强化传热和流动特性的分子动力学模拟研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 微尺度传热和流动研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 纳米流体导热系数和强化机理的研究现状 | 第12页 |
| 1.2.3 纳米流体粘度系数和流动特性的研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.4 静电场作用下纳米流体的研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 本文工作的主要内容 | 第14-16页 |
| 2 分子动力学模拟方法 | 第16-24页 |
| 2.1 引言 | 第16页 |
| 2.2 分子动力学模拟尺度 | 第16-17页 |
| 2.3 分子力场 | 第17-18页 |
| 2.4 系综理论 | 第18页 |
| 2.5 系统恒温控制方法 | 第18-19页 |
| 2.6 分子动力学基本原理 | 第19页 |
| 2.7 分子动力学具体流程 | 第19-23页 |
| 2.7.1 模型前处理 | 第19-20页 |
| 2.7.2 边界条件 | 第20-21页 |
| 2.7.3 运动方程求解 | 第21-22页 |
| 2.7.4 宏观特性统计 | 第22-23页 |
| 2.8 小结 | 第23-24页 |
| 3 纳米流体导热系数和强化机理的分子模拟 | 第24-46页 |
| 3.1 引言 | 第24页 |
| 3.2 导热系数的计算方法 | 第24-26页 |
| 3.2.1 平衡态EMD方法 | 第24页 |
| 3.2.2 非平衡态NEMD方法 | 第24-25页 |
| 3.2.3 RNEMD方法 | 第25-26页 |
| 3.3 基液水的导热系数 | 第26-32页 |
| 3.3.1 模型构建和模拟方法 | 第26-28页 |
| 3.3.2 模拟结果分析和验证 | 第28-30页 |
| 3.3.3 温度对水导热系数的影响 | 第30-32页 |
| 3.4 纳米流体的导热系数 | 第32-40页 |
| 3.4.1 纳米流体模型的建立 | 第32-33页 |
| 3.4.2 系统温度对导热系数的影响 | 第33-35页 |
| 3.4.3 纳米颗粒形状对导热系数的影响 | 第35-36页 |
| 3.4.4 纳米颗粒体积浓度对导热系数的影响 | 第36-38页 |
| 3.4.5 纳米颗粒属性对导热系数的影响 | 第38-40页 |
| 3.5 导热系数强化微观机理分析 | 第40-43页 |
| 3.5.1 基础液体微观结构的改变 | 第40-42页 |
| 3.5.2 纳米颗粒微观运动的影响 | 第42-43页 |
| 3.6 本章小结 | 第43-46页 |
| 4 纳米流体粘度系数和流动特性的分子模拟 | 第46-64页 |
| 4.1 引言 | 第46页 |
| 4.2 粘度系数计算方法 | 第46-48页 |
| 4.2.1 EMD模拟方法 | 第46-47页 |
| 4.2.2 NEMD模拟方法 | 第47-48页 |
| 4.3 模拟方法和细节 | 第48页 |
| 4.4 纳米流体的粘度系数 | 第48-55页 |
| 4.4.1 剪切速率对粘度系数的影响 | 第49-51页 |
| 4.4.2 温度对粘度系数的影响 | 第51-52页 |
| 4.4.3 纳米颗粒形状对粘度系数的影响 | 第52-53页 |
| 4.4.4 纳米颗粒体积浓度对粘度系数的影响 | 第53-55页 |
| 4.5 纳米流体的限制性剪切流 | 第55-61页 |
| 4.5.1 限制性剪切流模型 | 第55-56页 |
| 4.5.2 纳米流体的剪切流动过程 | 第56-57页 |
| 4.5.3 纳米颗粒表面的液体吸附层 | 第57-58页 |
| 4.5.4 纳米颗粒的随机运动行为 | 第58-59页 |
| 4.5.5 纳米颗粒的平移速度 | 第59-60页 |
| 4.5.6 纳米流体的原子密度分布 | 第60-61页 |
| 4.6 本章小结 | 第61-64页 |
| 5 静电场作用下纳米流体的分子动力学模拟 | 第64-78页 |
| 5.1 引言 | 第64页 |
| 5.2 模型建立和模拟细节 | 第64-66页 |
| 5.2.1 粒子受力分析和运动方程 | 第64-65页 |
| 5.2.2 模型的构建与优化 | 第65页 |
| 5.2.3 MD动力学模拟 | 第65页 |
| 5.2.4 系统平衡判定 | 第65-66页 |
| 5.3 温度对纳米流体动力学特性的影响 | 第66-70页 |
| 5.3.1 温度对体系能量的影响 | 第67页 |
| 5.3.2 温度对径向分布函数的影响 | 第67-69页 |
| 5.3.3 温度对扩散系数的影响 | 第69-70页 |
| 5.4 电场对纳米流体动力学特性的影响 | 第70-74页 |
| 5.4.1 电场对系统能量的影响 | 第71页 |
| 5.4.2 电场对径向分布函数的影响 | 第71-73页 |
| 5.4.3 电场对扩散系数的影响 | 第73-74页 |
| 5.5 电场作用下导热系数各向异性特征 | 第74-76页 |
| 5.5.1 平行于电场方向纳米流体的导热系数 | 第74-75页 |
| 5.5.2 垂直于电场方向纳米流体的导热系数 | 第75-76页 |
| 5.6 本章小结 | 第76-78页 |
| 6 结论与展望 | 第78-80页 |
| 6.1 结论 | 第78-79页 |
| 6.2 展望 | 第79-80页 |
| 致谢 | 第80-82页 |
| 参考文献 | 第82-90页 |
| 附录 | 第90页 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 | 第90页 |
| B. 作者在攻读硕士学位期间的获奖情况 | 第90页 |
