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1、碩士學(xué)位論文液滴在固體表面潤(rùn)濕性的分子動(dòng)力學(xué)模擬TheDynamicSimulationoftheWettabilityofaWaterDropletonaSolidSurface學(xué)號(hào):2111QQ壘3完成日期:2Q!壘!Q魚(yú)!Q5大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要表面潤(rùn)濕性是生活生產(chǎn)中常見(jiàn)的一種自然現(xiàn)象,對(duì)于固體表面凝結(jié)換熱的換熱性能有很大影響,同時(shí),它對(duì)流體流動(dòng)的研究也有
2、重要意義,尤其是流動(dòng)的特征尺度減小后,潤(rùn)濕性的作用將會(huì)變得更加明顯。潤(rùn)濕性主要由液滴在固體表面的接觸角來(lái)表征。目前,接觸角的測(cè)量方法有很多,本文使用的分子動(dòng)力學(xué)模擬方法準(zhǔn)確性高,能獲取分子結(jié)構(gòu)信息和分子作用信息等分子水平的特征,從而可以深入分析影響接觸角的分子水平因素,這些優(yōu)勢(shì)使得分子動(dòng)力學(xué)方法備受關(guān)注。本文給出了分子動(dòng)力學(xué)模擬的主要步驟。分子動(dòng)力學(xué)模擬方法首先要確定待模擬的系統(tǒng),給定初始條件,然后選擇合適的力場(chǎng)和邊界條件,根據(jù)該力場(chǎng)表
3、達(dá)式計(jì)算出系統(tǒng)中的每個(gè)分子所受的力以及分子間的相互作用能,從而確定一個(gè)步長(zhǎng)后分子的位置及速度。待系統(tǒng)達(dá)到平衡后就能求得體系的宏觀性質(zhì)和基本規(guī)律。分子動(dòng)力學(xué)模擬的關(guān)鍵是選擇合適的勢(shì)函數(shù)和確定初始條件。結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬的流程,本文分析了使用分子動(dòng)力學(xué)模擬器NAMD模擬時(shí)所需要的各個(gè)文件的主要內(nèi)容以及其中一些主要參數(shù)的意義。另外,本文使用NAMD首先對(duì)SPC/E液體進(jìn)行了模擬,分析并建立了模擬所需的各個(gè)文件,模擬完成后驗(yàn)證了系統(tǒng)的平衡并計(jì)算
4、出液滴的密度和原子對(duì)徑向分布函數(shù),通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到模擬結(jié)果與實(shí)際相符合。然后又對(duì)不同參數(shù)的SPC/E液滴和Pt固體模型二元體系進(jìn)行了模擬,通過(guò)分析確定了模擬體系中分子的初始位置、初始速度、分子所受各項(xiàng)作用力和作用參數(shù)以及模擬的參數(shù)。模擬完成后,首先給出了一種根據(jù)模擬結(jié)果計(jì)算接觸角的詳細(xì)方法,并使用該方法計(jì)算出了不同模擬參數(shù)對(duì)應(yīng)的接觸角,通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析可以得到,SPC/E液滴在Pt固體模型表面的接觸角受固液間相互作用力參數(shù)的影響
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