液晶缺陷及納米通道流的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、隨著納米技術(shù)的興起，對微納米流的建模和計(jì)算成為近年來的研究熱點(diǎn)之一。微納米流相關(guān)的現(xiàn)象和問題非常豐富有趣，應(yīng)用廣泛。各種宏觀模型和微觀模型的提出和相應(yīng)的模擬計(jì)算方法的發(fā)展，加深了人們對這一領(lǐng)域的認(rèn)識和理解。但是宏觀尺度的模型缺乏對分子細(xì)節(jié)等微觀尺度的考慮，而分子動(dòng)力學(xué)模擬方法是從微觀角度出發(fā)的，因此分子動(dòng)力學(xué)模擬是研究微納米流的有力工具之一。
　　本文利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法考察了兩個(gè)復(fù)雜流體體系，一是納米通道流體系，研究了納米通道

2、內(nèi)邊界固壁的浸潤性對流體性質(zhì)以及速度滑移等現(xiàn)象的影響。二是棒狀液晶體系，研究由溫度引起的液晶相的變化和由于空間擠壓引起的液晶缺陷現(xiàn)象。在納米通道流體系中，基于Lennard-Jones勢能，本文首先模擬并總結(jié)了平行型納米通道內(nèi)Couette流體和Poiseuille流體的速度分布和密度分布等性質(zhì)，考察了速度滑移和流固之間相互作用力的關(guān)系，觀察到疏水性表面的流體存在明顯滑移現(xiàn)象，在親水性表面為無滑移或負(fù)滑移。而流體分子在靠近固體壁面范圍內(nèi)

3、因?yàn)槭艿奖诿鎰菽艿淖饔闷涿芏瘸尸F(xiàn)層狀的漲落分布。隨后，我們將平板型通道改為圓柱狀通道，模擬了通道內(nèi)的氣液共存流體在不同流固作用力下的密度分布、擴(kuò)散速度等性質(zhì)，并測量了流體受外力驅(qū)動(dòng)下的速度場，同樣觀察到在靠近壁面附近流體密度呈漲落分布現(xiàn)象和Poiseuille流的速度滑移現(xiàn)象。在棒狀液晶模擬體系中，文中基于Gay-Berne勢能首先模擬了周期性邊界的三維模擬盒子中的不同溫度下的液晶分子，觀察到不同的液晶相，且液晶的指向均勻，這與前人的結(jié)