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粗糙壁面间界面换热的分子动力学模拟
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]西安交通大学能源与动力工程学院,动力工程多相流国家重点实验室,热流科学与工程教育部重点实验室,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目资助(No.U0934005;No.50821064)
中文摘要:

采用非平衡态分子动力学方法研究了纳米尺度下固体壁面润湿性和粗糙元对固液界面换热的影响。固液界面由铂固壁与液体氩接触形成,并在固壁上分布着不同形状的粗糙元,包括三角形、矩形、正弦和随机形状,通过虚拟原子法将两侧固壁恒定于不同温度,通过USHER法使液体密度恒为定值。模拟结果表明:(1)润湿性越小、粗糙元面积比率越大,界面热阻越小,界面换热强度越大;(2)粗糙元形状对界面换热有影响,其中矩形粗糙的强化作用最大;(3)润湿性和粗糙元对液体区热阻影响甚微,所以系统换热性能的改变主要是由于界面热阻的变化所致。

英文摘要:

Non-equilibrium molecular dynamics simulation is carried out to study the effects of wettability and nanoscale roughness on heat transfer through the solid-liquid interface. The liquid is Ar and the solid wall is Pt. The roughnesses with different shapes, including triangular, rectangular, sinusoidal and random roughnesses, distribute on the walls. The two walls are kept at different temperature by the phantom method. The USHER algorithm is employed to maintain an identical liquid density. The results show that (1) Both the wettability and the roughness can reduce the interfacial thermal resistance, thus enhancing the heat transfer through the interface by increasing the contact area; (2) The roughness shapes have effects on the heat transfer and the rectangular roughness performs best in enhancing heat transfer; (3) Both of the wettability and roughness have little effects on the film conduction, and the interracial thermal resistance is found to be the key factor that influences heat transfer.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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:21026