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纳米通道内的平面Couette流动性质研究开题报告

 2020-05-01 08:47:28  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

流体力学是力学的一个分支,主要研究在各种力的作用下,流体本身的静止状态和运动状态以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律。而纳米流体力学则是研究在纳米尺度下的分子流体之间的相互作用以及其流动规律[1, 2]

随着mems/nems技术的发展,纳米流体力学问题逐渐成为国际研究的一个重点[3]。近十年来,随着纳米材料制备及纳米流体实验观测技术的快速发展,微纳流体力学及微加工技术一样引起人们的广泛关注[4, 5]。纳米流体力学指的是对一般指尺度小于100纳米流体流动和传递现象的研究,涉及化学(界面/流体分子间相互作用)、物理(双电层、电动力学)、生物(离子通道、dna折叠等)、化工(界面滑移、流体动力学等),是典型的交叉学科[6, 7]

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2. 研究的基本内容与方案

2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

研究内容:对于纳米通道内的平面couette流动性质的影响因素主要是通道高度(内壁之间的距离),通道内壁的粗糙度以及通道内壁的材料。经过文献查阅,几何平板之间距离的大小对分子动力学行为的影响是比较大的,并且这种变化是非线性的,可能影响通道内分子的相对密度分布、速度分布等。而通道内壁的粗糙程度和通道内壁所使用的材料则对通道内流体的边缘以及整体速度有影响。所以,分别从平板之间的距离以及平板内部的粗糙度为变量出发,用控制变量法来研究其对纳米通道内的平面couette流动性质的影响。

研究目标:建立数值计算模型,使用分子动力学模拟软件lammps研究纳米通道内的平面couette流的动性质,建立一套纳米尺度下平面couette流动的力学模型。

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3. 研究计划与安排

3.进度安排

第1-3周:调研纳米流体力学研究领域的科研文献;

第4-5周:学习分子动力学模拟软件lammps,并完成建模;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] das p, zafar s. mechanistic influence ofnanometer length-scale surface chemistry on dna hybridization [j]. acs nano,2015, 9(7): 7466-78.

[2] 刘崇, 李志刚. 纳米流体力学初探及应用; proceedings of the 中国力学大会, f, 2013 [c].

[3] 陈洁敏, 包福兵, 凃程旭, et al. 纳米尺度poiseuille流动中气体黏度的分子动力学研究 [j]. 中国计量学院学报,2017, 3):

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