沈世元,周哲玮

(上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海　200072)

纳米流体液滴的耗散粒子动力学模拟

沈世元,周哲玮

(上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海200072)

采用在介观尺度下适用的耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics,DPD)方法,对考虑静电力作用的纳米流体系统进行建模,研究了在纳米颗粒带电量和浓度影响下纳米流体液滴接触角的变化.通过对实验过程进行的数值模拟,得到了定性相同的结果.

纳米流体；介观尺度；耗散粒子动力学；极化

2003年,You等[1]基于纳米流体的沸腾热传递(boiling heat transfer,BHT)研究,分析了临界热通量(critical heat flux,CHF)的变化,得到了临界热通量显著升高的结论,但未给出临界热通量升高的原因.这种未能解释的、有趣的现象吸引了大量的科研工作者对纳米流体临界热通量的显著变化进行研究.2005年,Vafaei等[2]制备了纳米颗粒被巯基乙酸功能化的碲化铋纳米流体,并发现纳米流体液滴的接触角与纳米颗粒的浓度及尺寸有关.2006年,Kim等[3]分别用3种不同的氧化物颗粒(氧化锆、氧化铝和氧化硅)制备了纳米流体,并对其性质进行了研究,发现在干净的固壁表面上,纳米流体液滴的接触角随浓度变化不大,但是对于壁面上存在沉降的纳米颗粒的情况来说,接触角由于润湿性的增大有明显的减小.2010年,Ahn等[4]通过方腔流实验发现,与纯水相比,纳米流体流过的固壁表面上的临界热通量显著升高.通过对接触角的测量和固壁表面性质的研究,确定临界热通量的升高主要……