納米流動的分子動力學(xué)模擬及其在混凝土中氯離子微觀擴散中的應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，需要了解納米尺度下流體流動及納米通道中粒子輸運的特性。本文采用分子動力學(xué)方法，對納米通道中流體流動及混凝土納米孔隙中氯離子擴散問題進行了模擬分析。
　　 首先，論文介紹了分子動力學(xué)模擬的基本原理，闡述了分子動力學(xué)模擬的詳細(xì)步驟，并對分子動力學(xué)模擬過程中的一些技巧進行了說明。具體介紹了分子動力學(xué)的特點及適用范圍，論述了分子動力學(xué)是進行納米尺度研究分析的有效方法。
　　 其次，論文以平板型納米通道內(nèi)流體為研究

2、對象，采用分子動力學(xué)模擬方法，探討了通道中流體分子數(shù)密度的分布特征，分析了其形成原因。重點考察了納米通道中分子數(shù)密度分布的影響因素，證實了壁面浸潤性和系統(tǒng)溫度大小會影響通道中流體分子數(shù)密度分布，而通道中流體的流動速度卻不影響數(shù)密度的分布。分析了納米通道內(nèi)的流動特征，發(fā)現(xiàn)在密度震蕩區(qū)的流動性質(zhì)很特殊，不能通過經(jīng)典流體力學(xué)理論預(yù)測。對于寬度為5個特征長度的納米通道，當(dāng)壁面發(fā)生勻速相對運動時，其間流體的速度分布受通道壁面浸潤性影響：當(dāng)浸潤性較

3、小時，通道中速度呈線性分布，而當(dāng)浸潤性較大時，通道中速度分布形式卻不為直線。浸潤性還會影響到納米通道中的速度滑移現(xiàn)象，浸潤性越大的通道中滑移速度越小。對于納米尺度下的Poiseuille流動，納米通道中流動速度分布形式受通道中流動速度大小的影響，當(dāng)速度較小時，通道中速度成拋物線形狀分布，而隨著速度的增大，通道中的速度分布形式逐漸轉(zhuǎn)向活塞頭形狀分布。
　　 第三，論文對納米圓柱繞流進行了分子動力學(xué)模擬，考察了尾跡流場特點，探討了漩

4、渦形成的機理。模擬發(fā)現(xiàn)，來流速度大小會影響尾跡的形式。當(dāng)速度較大時，在圓柱后最初會同時形成兩個對稱的漩渦，此對漩渦在向下游移動的過程中很不穩(wěn)定，其中一個漩渦迅速消散，而另一個漩渦則繼續(xù)向下游移動。隨后圓柱后邊會逐個產(chǎn)生漩渦并脫落，尾跡與卡門渦街類似。當(dāng)速度較小時，流體貼著圓柱流過，圓柱后無漩渦出現(xiàn)。
　　 最后論文對氯離子在混凝土孔隙中的擴散現(xiàn)象進行了分子動力學(xué)模擬分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)混凝土孔隙壁面中結(jié)合氯離子會影響溶液中各種離子的分