納米流體是一種通過(guò)在水,導(dǎo)熱油、乙二醇等液體換熱介質(zhì)中添加納米級(jí)晶態(tài)或非晶態(tài)固體顆粒而形成的固液懸浮液,其出色的傳熱效果使其成為近十五年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。由于納米顆粒的尺度非常接近原子和分子水平,范德華力、靜電力和布朗力是不可忽視的。分子動(dòng)力學(xué)模擬目前已經(jīng)成為研究納米尺度問(wèn)題的重要方法。本文以氬為基液,將氬基納米流體作為主要研究的對(duì)象,采用L-J勢(shì)能函數(shù)構(gòu)建Cu-Ar納米流體模型。主要研究了Cu-Ar納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)及剪切粘度等重要物性參數(shù)的變化規(guī)律。導(dǎo)熱系數(shù)是影響流體強(qiáng)化傳熱的重要因素之一,而剪切粘度則主要反映了流體的流變特性,本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法建立了相應(yīng)的模型,重點(diǎn)考察了納米流體導(dǎo)熱系數(shù)增強(qiáng)與納米顆粒的體積分?jǐn)?shù)和粒徑變化之間的關(guān)系;研究了溫度、納米顆粒的粒徑和體積分?jǐn)?shù)等因素對(duì)納米流體流變性能的影響,從粒子的擴(kuò)散系數(shù)、均方位移、徑向分布函數(shù)等微觀角度分析了影響納米流體宏觀物理性能的原因。對(duì)Cu-Ar納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行模擬研究后發(fā)現(xiàn):Cu納米顆粒的體積分?jǐn)?shù)和粒徑的變化,改變了Cu納米顆粒間及基液Ar和Cu納米顆粒間的相互作用,一定程度上改變了納米流體內(nèi)部能量傳遞的過(guò)程。納...

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 納米流體導(dǎo)熱強(qiáng)化機(jī)理的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 納米流體流變特性的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 本文主要的工作內(nèi)容
第2章 分子動(dòng)力學(xué)模擬方法
    2.1 引言
    2.2 分子動(dòng)力學(xué)模擬的基本計(jì)算原理
        2.2.1 勢(shì)能函數(shù)
        2.2.2 牛頓運(yùn)動(dòng)方程的求解方法
        2.2.3 系綜控制方法
        2.2.4 邊界條件的設(shè)置
        2.2.5 分子動(dòng)力學(xué)模擬的一般流程
    2.3 本章小結(jié)
第3章 Cu-Ar納米流體導(dǎo)熱強(qiáng)化的分子動(dòng)力學(xué)模擬
    3.1 引言
    3.2 初始模型的建立
    3.3 導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算
        3.3.1 EMD方法
        3.3.2 NEMD方法
        3.3.3 RNEMD方法
    3.4 模擬結(jié)果與討論
        3.4.1 液氬的模擬與驗(yàn)證
        3.4.2 體積分?jǐn)?shù)對(duì)Cu-Ar納米流體的影響
        3.4.3 粒徑對(duì)Cu-Ar納米流體的影響
    3.5 徑向分布函數(shù)
        3.5.1 徑向分布函數(shù)的定義
        3.5.2 徑向分布函數(shù)的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 Cu-Ar納米流體流變特性的分子動(dòng)力學(xué)模擬
    4.1 引言
    4.2 初始模型的建立
    4.3 模擬參數(shù)
        4.3.1 剪切粘度
        4.3.2 擴(kuò)散系數(shù)
    4.4 模擬結(jié)果與分析
        4.4.1 算法的驗(yàn)證
        4.4.2 體積分?jǐn)?shù)的影響
        4.4.3 溫度的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3781531