基于改进多尺度算法的微纳米边界滑移特性研究

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1、？Ｓ料苓在桌大彥ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ硕士学位论文馨于改迸多尺皮算法的徴论文题目１鈉米迻界滑移持性研免作者姓杨建系名洗体力学学科专业孙德苹教援万振华到研走员导师姓名二〇—八年五月完成时间硕士学位论文戀基于改进多尺度算法的微纳米边界滑移特性研究作者姓名：杨建东学科专业：流体力学导师姓名：孙德军教授万振华副研究员一完成时间：二〇八年五月ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｆＣｈｉｎａ

2、ｇｙｏＡ＇ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇ戀Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｌｉｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｐｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏｌｉｕｉｄｆｌｏｗｕｓｉｎｑｇｏｐｔｉｍｉｚｅｄｍｕｌｔｉｓｃａｌｅａｌｇｏｒｉｔｈｍＡｕｔｈｏｒ：ＪｉａｎｄｏｎＹａｎｇｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＦｌｕｉｄＭｅｃｈａｎｉｃｓｐｙＳｕｅｒｖ－ｐｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＤｅＪｕｎＳｕｎＰｒｏｆ－Ａｓｓｏｃ．ＺｈｅｎＨｕａＷａｎ．ＦｉｎｉｓｈｅｄＴｉｍｅ：Ｍａｙ２０１８，中国科学技术大学学位论文

3、原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果一。与我同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：＞叫⑷沿中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，Ｓ卩：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用

4、影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。ｇ公开□保密年作者签名：导师签名：只丨＾）签字日期：如咖签字日期：摘要摘要／／滑移现象在微纳机电系统中普遍存在，对于微纳机电器件的设计及应用是一不可忽视的因素之。本文采用改进的分子动力学与连续介质力学耦合的分区算法研宄了微纳米流动下的滑移特性：。主要内容包括（１）研宄了空间与时间耦合参数、连续区域向分子区域传递边界的方案对于分区耦合算法精度的影响—Ｃ。结果发现耦合区域高度、Ａ区域高度以及时间耦

5、合参数知需取适中的参数，过大或者过小均会影响分区耦合算法计算精度，而Ｃ－，，计算精度越高Ａ区域高度在保证缓冲区域存在的情况下取值越大；最小约束动力学方法耦合方案模拟的结果精度最高、松弛动力学方法耦合方案其次，麦克斯韦缓冲方法耦合方案最差。此外，本文还提出了解决非周期边界效，采用此模型能够很好模拟缺失的边界力，并且易于扩展至多维应的边界力模型。（２）运用改进的分区耦合算法研宄了通道高度、固液相互作用参数对于滑移特性的影响，。结果发现随着通道高度的增加相对滑移长度明显下降最终降为零，但是不管通道高度如何改变，固液表面滑移的特征始终不会改变，同时，随，，震

6、荡变小着通道高度的增加在固体表面附近液体粒子的分布曲线幅值降低；，固液界面从疏水表面转变为亲水表面，随着势能阱深度之比增加，在此过程中靠近固体粒子附近的液体粒子排布变得更加规则，并且出现的概率明显増加，当一固液粒子的直径，相对滑移长度达到最小值致时；不管固液相互作用参数如何变化，相对滑移长度和剪切速率始终存在某个线性关系，。此外相比较单纯分子‘动力学方法，分区算法能够极大地减少计算量。关键词：分子动力学连续介质力学耦合算法微纳米流动滑移特性？及中央高校基本科研本文工作得到国家自然科学基金项目（ＵＨ３０１２４，１１６２１２０２，１１５７２３１４，１１

7、７７２３２３）业务费专项资金。ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴ－－ｍｅｃｈａｎＴｈｅｓｌｉｐｐａｇｅｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓｃｏｍｍｏｎｉｎｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｉｃａｌｓｓｔｅｍｓｐｙ（ＭＥＭＳ／ＮＥＭＳ），ｗｈｉｃｈｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｄｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｙ－ｉｍｔｈｅＭＥＭＳ／ＮＥＭＳｄｅｖｉｃｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｅｒｔ