纳米孔隙内混合气体流动特性的分子动力学模拟

作     者：刘汉伦 张忠强 郝茂磊 程广贵 丁建宁 LIU Han-lun;ZHANG Zhong-qiang;HAO Mao-lei;CHENG Guang-gui;DING Jian-ning

作者机构：江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164 

基　　金：国家自然科学基金(11872192 11472117) 

出 版 物：《气体物理》 (Physics of Gases)

年 卷 期：2018年第3卷第4期

页      码：32-40页

摘      要：纳米孔隙内气体流动的理论预测对气体微流控器件的设计和制造具有重要的理论指导作用,文章采用分子动力学方法研究了氮气、氧气和二氧化碳混合气体在平行壁纳米孔隙内的剪切流动特性和边界滑移特性.研究结果表明:随着加入二氧化碳比例的不断增加,混合气体滑移速度不断增大,并且当二氧化碳的比例低于20%时,混合气体流动速度沿孔隙宽度方向呈线性分布;而当比例达到40%后,其速度轮廓将呈现非线性趋势.当二氧化碳所占比例为20%时,随着孔隙宽度的增加,混合气体的整体边界滑移随之减小.探究了混合气体密度和气-固耦合强度对混合气体流动及边界滑移的影响机理.发现随着混合气体密度的减小,气流边界滑移增大;随着气-固界面耦合强度的增强,边界气体分子易被吸附而出现黏滑运动,气体分子在边界处的积聚现象增强,剪切应变率增大,边界滑移减小.

主 题 词：Couette流 混合气体 纳米孔隙 边界滑移 分子动力学 

学科分类：080704[080704] 080103[080103] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.19527/j.cnki.2096-1642.2018.04.004

馆 藏 号：203430034...