边界滑移临界点条件计算的TTCF法

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随着纳米科技和分子动力学模拟技术的日益发展,纳米尺度条件下流体流动特性的研究具有巨大的实际意义。流速是流体特性的重要物理参数,在微纳米尺度流体流动过程中,速度滑移有着非常重要的影响。在经典流体力学中,无滑移边界条件指的是固体表面上的流体分子与固体表面的相对运动速度为零。所谓边界滑移,指的是固体表面上的流体与固体表面存在相对运动速度。随着微纳米测试技术及其相关领域科学技术的飞速发展发现在许多情况下边界滑移都有可能发生。本文对固液界面上液体流动产生边界滑移现象的不同参数进行了仔细研究,导出了各参数与边界滑移的关系,特别是与边界滑移产生的临界点的关系。临界点就是介于是否有边界滑移之间的状态点,在这情况下大于此临界点的称为有边界滑移,小于此临界点的为无边界滑移,对应于临界值的外力为临界力。文中采用TTCF法对纳米尺度的流动进行了大量的模拟,找出了边界滑移的临界点和临界力,并分析了壁面材料参数和外加驱动力对边界滑移临界值的影响。通过对计算结果的综合分析,得出了边界滑移方面的很多规律。而且在计算过程中发现,相对于传统的分子动力学方法,TTCF法更能准确地找到边界滑移临界点与临界力。研究结果表明:无论是高速流动情况还是低速流动情况,用TTCF法都能准确找到边界滑移临界点,解决了传统方法在低速流动情况下不能准确找出边界滑移临界点的难题。
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