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纳米通道粗糙内壁对流体流动行为的影响

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梅涛, 陈占秀, 杨历, 王坤, 苗瑞灿. 2019: 纳米通道粗糙内壁对流体流动行为的影响, 物理学报, 68(9): 178-188. doi: 10.7498/aps.68.20181956
引用本文: 梅涛, 陈占秀, 杨历, 王坤, 苗瑞灿. 2019: 纳米通道粗糙内壁对流体流动行为的影响, 物理学报, 68(9): 178-188. doi: 10.7498/aps.68.20181956
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Mei Tao, Chen Zhan-Xiu, Yang Li, Wang Kun, Miao Rui-Can. 2019: Effect of rough inner wall of nanochannel on fluid flow behavior, Acta Physica Sinica, 68(9): 178-188. doi: 10.7498/aps.68.20181956
Citation: Mei Tao, Chen Zhan-Xiu, Yang Li, Wang Kun, Miao Rui-Can. 2019: Effect of rough inner wall of nanochannel on fluid flow behavior, Acta Physica Sinica, 68(9): 178-188. doi: 10.7498/aps.68.20181956
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纳米通道粗糙内壁对流体流动行为的影响

  • 河北工业大学能源与环境工程学院,天津,300401

Effect of rough inner wall of nanochannel on fluid flow behavior

  • 摘要: 纳米流动系统具有高效、经济等优势,在众多领域具有广泛的应用前景.因该类系统具有极高的表面积体积比,致使界面滑移效应对流动具有显著影响.本文采用分子动力学方法以两无限大平行非对称壁面组成的Poiseuille流动为对象,分析了壁面粗糙度与润湿性变化对通道内流体流动的影响.对于不同结构类型的壁面,需要通过水动力位置来确定固液界面位置,准确计算固液界面位置有助于更好地分析界面滑移效应.研究结果表明,上下壁面不对称会引起通道内流场参数分布的不对称,壁面粗糙度及润湿性的变化会影响近壁面附近流体原子的流动特性,由于壁面凹槽的存在,粗糙壁面附近的数密度分布低于光滑壁面一侧.壁面粗糙度及润湿性的变化会影响固液界面位置,肋高变化及壁面润湿性对通道中速度分布影响较大,界面滑移速度及滑移长度随肋高和润湿性的增大而减小;肋间距变化对通道内流体流动影响较小,界面滑移速度和滑移长度基本保持恒定.
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出版历程

纳米通道粗糙内壁对流体流动行为的影响

  • 河北工业大学能源与环境工程学院,天津,300401

摘要: 纳米流动系统具有高效、经济等优势,在众多领域具有广泛的应用前景.因该类系统具有极高的表面积体积比,致使界面滑移效应对流动具有显著影响.本文采用分子动力学方法以两无限大平行非对称壁面组成的Poiseuille流动为对象,分析了壁面粗糙度与润湿性变化对通道内流体流动的影响.对于不同结构类型的壁面,需要通过水动力位置来确定固液界面位置,准确计算固液界面位置有助于更好地分析界面滑移效应.研究结果表明,上下壁面不对称会引起通道内流场参数分布的不对称,壁面粗糙度及润湿性的变化会影响近壁面附近流体原子的流动特性,由于壁面凹槽的存在,粗糙壁面附近的数密度分布低于光滑壁面一侧.壁面粗糙度及润湿性的变化会影响固液界面位置,肋高变化及壁面润湿性对通道中速度分布影响较大,界面滑移速度及滑移长度随肋高和润湿性的增大而减小;肋间距变化对通道内流体流动影响较小,界面滑移速度和滑移长度基本保持恒定.

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