自驱动Janus粒子是一种新型的人工活性材料,在微能源系统、靶向药物输运、污水处理与水质检测等多领域都具有重要的应用潜力。其自驱动和微尺度特性使其运动十分复杂,目前实验和数值模拟尚不完备,尤其是数值模拟方法局限于基于分子尺度的微观模拟方法,其运动机理的研究进展缓慢。格子Boltzmann(LB)方法在微流动领域已经有成功的应用,并且在微粒子模拟方法有一定进展。因此本项目将引入LB方法这一先进数值模拟工具,解决在模拟浓度梯度驱动的Janus粒子运动时需要解决的边界条件问题,建立含表面化学反应的高精度浓度运动边界条件,进而构建通过数值模拟研究Janus粒子自驱动运动机理的数值实验工具,并对Janus粒子的自驱动运动机理及特殊的运动现象进行深入的研究,推进其研究工作的在各领域的进展,同时进一步扩展LB方法的应用范围。
英文主题词Lattice Boltzmann;Janus particle;Microflow;Moving boundary;Chemically reacting flow