纳米尺度绕流现象中流体分子运动行为研究

计算物理 ›› 2008, Vol. 25 ›› Issue (6): 711-717.

纳米尺度绕流现象中流体分子运动行为研究

李印实, 孙杰, 何雅玲

西安交通大学能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室, 陕西西安 710049

收稿日期:2007-04-24 修回日期:2008-02-20 出版日期:2008-11-25 发布日期:2008-11-25
作者简介:李印实(1979-),男,山东莱芜,硬士,主要从事微尺度流动与传热的研究,西安交通大学能源与动力工程学院710049.
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(2007CB206902);国家自然科学重点基金(50636050)资助项目

Molecular Behavior of Flow Around a Nano Circular Cylinder

LI Yinshi, SUN Jie, HE Yaling

State Key Lab of Multiphase Flow in Power Engineering, School of Energy & Power Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China

Received:2007-04-24 Revised:2008-02-20 Online:2008-11-25 Published:2008-11-25

摘要/Abstract

摘要： 采用分子动力学模拟方法,研究纳米尺度低Re数(Re=20)条件下,氩流体流过铂(FCC(100))金属圆柱的绕流现象.从流线和速度矢量分布两方面刻画涡的周期性产生、发展和脱落过程.结果显示,一个涡脱落周期大约为0.3 ns,斯特劳哈尔数St约为0.2;时均对称涡的长度是圆柱直径的1.4倍,涡径与圆柱直径相当.从速度场和密度场的角度刻画回流区,并进一步研究典型区域(圆柱中心线附近区域及下游邻近区域)的速度分布特性.

关键词: 分子动力学模拟, 圆柱绕流, 流线, 涡, 雷诺数

Abstract: Molecular dynamics simulations are carried out to study flow of Ar around a nanoscale (Pt(FCC (100))) circular cylinder at a low Reynolds number (Re=20) with standard Lennard-Janes potential. Appearance, periodic shedding and oscillation of vortices are shown with streamlines and velocity vectors. Periodic time is about 0.3 ns and Strouhal number is about 0.2. Length of time-average vortices is 1.4 times larger than diameter of the cylinder. Velocity distribution in characteristic regions and recirculation region are obtained.

Key words: molecular dynamics simulation, flow around a circular cylinder, streamline, vortex, Reynolds number

中图分类号:

TK124

李印实, 孙杰, 何雅玲. 纳米尺度绕流现象中流体分子运动行为研究[J]. 计算物理, 2008, 25(6): 711-717.

LI Yinshi, SUN Jie, HE Yaling. Molecular Behavior of Flow Around a Nano Circular Cylinder[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2008, 25(6): 711-717.

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