介觀傳熱的耗散粒子動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究.pdf

1、對(duì)自然界的描述層次除了分子層次和宏觀層次之外,還有介觀層次。之所以選取介觀層次來(lái)進(jìn)行描述,是因?yàn)樽匀唤缰泻芏喱F(xiàn)象與介觀結(jié)構(gòu)、行為相關(guān),如聚合物流變、嵌段共聚物介觀相分離、懸浮液等等。耗散粒子動(dòng)力學(xué)模擬(Dissipative Particle Dynamics,DPD)即是基于這個(gè)層次。此外,DPD是基于粒子的一類(lèi)方法,所以在模擬復(fù)雜流體領(lǐng)域有著先天的優(yōu)勢(shì)。標(biāo)準(zhǔn)DPD只能用于等溫模擬,稱(chēng)為DPD-e模型。1997年經(jīng)Espanol和Av

2、alos、Mackie改進(jìn)之后才用于傳熱現(xiàn)象的模擬(Dissipative Particle Dynamics With Energy Conservation,DPD+e),當(dāng)粒子不運(yùn)動(dòng)時(shí),模型退化為HC-DPD(Heat Conduction In Dissipative Particle Dynamics)。本文基于以上模型,對(duì)一維、二維導(dǎo)熱現(xiàn)象以及強(qiáng)制層流對(duì)流換熱現(xiàn)象進(jìn)行了模擬研究。
　　本文主要工作內(nèi)容:
　　(1

3、)使用HC-DPD研究了一維瞬態(tài)導(dǎo)熱現(xiàn)象,驗(yàn)證了介觀熱擴(kuò)散系數(shù)與宏觀熱擴(kuò)散系數(shù)之間的理論關(guān)系式。使用該模型模擬了三種邊界條件下二維導(dǎo)熱現(xiàn)象,得到了與FLUENT軟件一致的溫度分布。
　　(2)使用DPD+e研究了一維瞬態(tài)導(dǎo)熱現(xiàn)象,在介觀熱擴(kuò)散系數(shù)不變的情況下,得到了與HC-DPD一致的宏觀熱擴(kuò)散系數(shù)。
　　(3)使用DPD-e模擬了泊肅葉流動(dòng),成功地實(shí)施了無(wú)滑移邊界條件,得到了與理論解一致的速度分布。
　　(4)使用D