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压-电场耦合下纳米尺度水输运的MD模拟
  • ISSN号:1001-0505
  • 期刊名称:《东南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O561.3[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]东南大学能源与环境学院,南京210096, [2]东南大学空间科学与技术研究院,南京210096
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50676020 50906013); 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2006CB300404); 教育部新教师基金资助项目(20090092120064)
中文摘要:

运用分子动力学方法构建了纳米尺度的输运模型,针对纳米通道内水分子的流动与传热特性,分析了通道内压-电场耦合下水的速度分布、密度分布、自扩散系数和黏度等流动特性,同时也讨论了温度对通道内热导率的影响.模拟结果表明,速度轮廓从单纯电场驱动的电渗流型开始转变,由于压力的影响,速度分布呈抛物线型,速度随温度的升高而增大;温度的增加使分子有序度降低,水分子的笼状结构被逐渐破坏;随着温度的升高,热导率总体呈增大趋势;扩散系数随温度的升高从3.056 2×10-9 m2/s增大到2.483 6×10-8 m2/s;黏度也从0.131 320 mPa.s增大到0.139 748 mPa.s.

英文摘要:

The nanoscale transport system is modeled by molecular dynamics(MD) simulation.The characteristics of water flow under coupled pressure-electric fields in nanochannel are studied with molecular dynamics.The influence of temperature on transport characteristics is also discussed.The nanofluidic properties,such as velocity profile,density,diffusion coefficient,viscosity and thermal conductivity are all obtained on the basis of thermo-physics statistical methods.The results show that,the velocity profile under coupled pressure-electric fields is no longer slug flow,but parabolic flow.The higher temperature causes the lower degree of order in water.With the increasing temperature,the heat transfer coefficient increases,the diffusion coefficient increases from 3.056 2×10-9 m2/s to 2.483 6×10-8 m2/s,and the viscosity also increases from 0.131 320 mPa·s to 0.139 748 mPa·s.

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期刊信息
  • 《东南大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东南大学
  • 主编:毛善锋
  • 地址:南京四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:xuebao@seu.edu.cn
  • 电话:025-83794323
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0505
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1178/N
  • 邮发代号:28-15
  • 获奖情况:
  • 先后荣获第三届国家期刊奖百种重点期刊奖,2006-2...,2013年荣获首届江苏省新闻出版政府奖"报刊奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:23651