隨著納米制造技術(shù)的快速發(fā)展,納米結(jié)構(gòu)周圍的汽/液相變問題成為了相變傳熱領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。由于納米結(jié)構(gòu)的尺寸過于微小,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段和宏觀的理論模型很難對(duì)納米結(jié)構(gòu)周圍的汽/液相變的初始階段進(jìn)行有效研究。為了更好地理解相變機(jī)理以服務(wù)于實(shí)際應(yīng)用,本文將采用密度泛函理論和分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法,對(duì)納米顆粒周圍的液汽相變和納米柱陣列表面的汽液相變進(jìn)行研究。首先,本文利用密度泛函理論對(duì)均勻溫度場(chǎng)下單個(gè)納米顆粒周圍的汽泡成核進(jìn)行計(jì)算。比較兩種可能的異相成核模式(球冠模式和核殼模式)的成核路徑和成核勢(shì)壘;研究了顆粒潤(rùn)濕性和液體過飽和度對(duì)成核勢(shì)壘的影響;對(duì)經(jīng)典成核理論的結(jié)果和密度泛函理論的結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示,球冠模式成核在大多數(shù)情況下具有比核殼模式成核更低的成核勢(shì)壘,因而更容易發(fā)生;顆粒潤(rùn)濕性的減弱和液體過飽和度的增大均能降低成核勢(shì)壘;與密度泛函理論相比,經(jīng)典成核理論能定性描述成核勢(shì)壘的某些特性,但是定量上是不準(zhǔn)確的。然后,利用分子動(dòng)力學(xué)方法研究溫度場(chǎng)不均勻情況下單個(gè)納米顆粒周圍的液汽相變。探討了溫度梯度對(duì)于汽泡構(gòu)型以及汽泡生長(zhǎng)特性的影響;研究了大溫度梯度下顆粒潤(rùn)濕性對(duì)于顆粒周圍液汽相變的影響。結(jié)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

自然界及生產(chǎn)生活中的汽/液相變[1]

a) 球冠模式 b) 核殼模式a) spherical cap mode b) core-shell mode圖 1-2 納米顆粒周圍兩種異相成核模式Fig. 1-2 Two heterogeneous nucleation modes around a nanopart顆粒作為熱源時(shí)，其周圍的流體必然存在溫度梯度。在面上的液體溫度）給定時(shí)，顆粒周圍的溫度梯度大小主米顆粒濃度、納米顆粒尺寸等因素影響。當(dāng)流體中納米 1-3 所示的集體加熱效應(yīng)（collective heating effects）[于向外界的散熱較少，每個(gè)顆粒釋放的熱量相當(dāng)于僅用圖中邊長(zhǎng)為 a 的立方體）。當(dāng)顆粒濃度較高時(shí)，平均顆粒需要加熱的流體體積也較小，此時(shí)顆粒周圍的溫度梯理論分析，顆粒半徑減小也會(huì)導(dǎo)致顆粒周圍的溫度梯度中，各種大小的溫度梯度都可能出現(xiàn)。當(dāng)流體中的溫度場(chǎng)視為均勻。

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文用可以為鏡面反射、漫反射、Lennard-周圍存在著同模擬盒子相同的鏡像盒子界，同時(shí)與位于邊界另一側(cè)的鏡像原子有兩點(diǎn)需要注意。1）周期性邊界條件必如 x 方向的左邊界必須和 x 方向上的右期性邊界條件時(shí)，所設(shè)計(jì)維度的模擬盒是為了防止粒子和粒子的鏡像同時(shí)和另截?cái)喟霃降囊�入主要目的是減小計(jì)算量間的相互作用將被忽略。

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]均相與非均相氣泡/液滴成核密度泛函理論研究[D]. 周迪.北京化工大學(xué) 2012
[2]受限流體熱/動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的分子模擬和密度泛函理論研究[D]. 李英峰.清華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]液體吸附層對(duì)固\液界面熱阻影響的數(shù)值與理論研究[D]. 王旭.上海交通大學(xué) 2016



本文編號(hào)：2926683