王跃明，李春曦，张岩，叶学民

铜–水纳米流体热物性的分子动力学研究

王跃明，李春曦，张岩，叶学民

（华北电力大学 动力工程系，河北 保定 071003）

纳米流体因其良好的热物性而具有广泛的应用前景，并成为各领域的研究热点。采用分子动力学软件LAMMPS模拟了铜–水纳米流体，计算了纳米流体的热物性，分析了体积分数、温度、粒径和颗粒形状等因素的影响。结果表明：随纳米颗粒体积分数增大，热导率和动力粘度均有不同程度增加；当温度从283 K升高至323 K，不同体积分数的纳米流体热导率均略有增大，而动力粘度显著减小；热导率随颗粒半径增大而减小，而动力粘度则基本不变；当含有的纳米颗粒为圆柱和盘状时，在计算的体积分数范围内，纳米流体的热导率相差不大，均高于纳米颗粒为球状的情形；含非球状纳米颗粒流体的动力粘度高于含球状颗粒的纳米流体情形。

纳米流体；热导率；粘度；分子动力学

0 引言

纳米流体是指把金属或非金属纳米粉体分散到水、醇、油等传统换热介质中，制备成均匀、稳定的新型换热介质[1]。纳米流体良好的传热性使其在能源、化工、汽车、建筑、微电子、信息等领域具有巨大的潜在应用前景，从而成为了材料、物理、化学、传热学等领域的研究热点。而研究纳米流体的热物性是应用的基础，因此引起了广泛关注。

热物性研究主要采用实验和模拟两种方法。在实验研究中，文献[2]的实验结果表明，铜–水纳米流体热导率增强很大程度上取决于分散的纳米颗粒的特性/组成、尺寸、体积分数和形状（长宽比）。……