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纳米尺度通道中气体粘度的分子动力学模拟
  • ISSN号:1000-6516
  • 期刊名称:《低温工程》
  • 时间:0
  • 分类:TB611[一般工业技术—制冷工程]
  • 作者机构:[1]中国计量学院计量测试工程学院,杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金(11372298)、国家重点基础研究发展计划(973计划)(2011CB706501).
中文摘要:

利用非平衡分子动力学方法模拟了气体在纳米尺度通道中的运动特性,统计获得通道中流动的速度剖面和剪切应力分布,并利用牛顿粘性定律首次获得了纳米尺度通道中的等效粘度分布.结果表明,纳米尺度通道中的粘度不是一个常数.在壁面附近,由于壁面原子和气体分子的相互作用,存在壁面效应,气体的粘度较小;而通道中心区域的粘度与实验结果符合较好,壁面对粘度的影响范围为20 nm左右.通道高度对中心区域粘度的影响很小,而温度对其的影响较大,粘度值随温度的增加而增大.不同通道高度下,壁面附近粘度的分布几乎一致;不同温度时,壁面附近粘度的分布随温度的增加而增加.

英文摘要:

Gas flows in nano-scale channels were studied by using the nonequilibrium molecular dynamics simulation.The velocity profile and shear stress distribution across the channel were first obtained.The distribution of effective viscosity across the channel was then obtained for the first time by using the Newton viscosity law.The simulation indicates that the viscosity in the nano-scale channel was not identical.The local gas viscosity decreases when approaching the wall,because of the interactions between wall and gas molecules.However,the effective viscosity in the bulk region of the channel agrees very well with the experiment data.The wall influencing depth is about 20 nm.The bulk viscosity of gas in nano-scale channel doesn' t vary with channel height.However,it increases with the increase of gas temperature.The distributions of viscosities near the wall are identical at different channel heights,but increased with the increase of temperature.

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期刊信息
  • 《低温工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:中国航天科技集团公司 北京航天试验技术研究所
  • 主编:杨思锋
  • 地址:北京丰台区云岗田城中里1号 北京7205信箱27分箱
  • 邮编:100074
  • 邮箱:dwgc@263.net
  • 电话:010-88538131
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6516
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2478/V
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 航天部科技期刊评比一等奖一次,航天部科技期刊评比三等奖二次
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:3428