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国家自然科学基金(51322603)

作品数:9 被引量:44H指数:5
相关作者:曹炳阳过增元姚文俊叶振强董源更多>>
相关机构:清华大学中国空间技术研究院更多>>
发文基金:国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”清华大学自主科研计划更多>>
相关领域:理学动力工程及工程热物理兵器科学与技术一般工业技术更多>>

文献类型

  • 9篇期刊文章
  • 5篇会议论文

领域

  • 10篇理学
  • 2篇动力工程及工...
  • 2篇一般工业技术
  • 1篇兵器科学与技...

主题

  • 4篇动力学
  • 4篇动力学模拟
  • 4篇石墨
  • 4篇石墨烯
  • 4篇分子
  • 4篇分子动力学
  • 4篇分子动力学模...
  • 2篇弹道
  • 2篇导热
  • 2篇声子
  • 2篇升力
  • 2篇玻尔兹曼方程
  • 2篇操控
  • 2篇尺寸效应
  • 1篇电场
  • 1篇动力学研究
  • 1篇直流电场
  • 1篇碳纳米管
  • 1篇牛顿流体
  • 1篇取向度

机构

  • 12篇清华大学
  • 1篇中国空间技术...

作者

  • 9篇曹炳阳
  • 3篇过增元
  • 2篇姚文俊
  • 1篇董源
  • 1篇董若宇
  • 1篇胡帼杰
  • 1篇叶振强
  • 1篇曹桂兴
  • 1篇董双岭
  • 1篇杨敏
  • 1篇曹鹏

传媒

  • 4篇物理学报
  • 3篇科学通报
  • 1篇工程热物理学...
  • 1篇Scienc...
  • 1篇高等教育学会...

年份

  • 1篇2017
  • 2篇2016
  • 6篇2015
  • 4篇2014
  • 1篇2013
9 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
弹道扩散导热的热质模型被引量:2
2015年
经典的傅里叶导热定律只适用于扩散导热.在瞬态导热过程中,为了描述热量的波动输运,基于热质理论建立了普适导热定律.对于微纳尺度的器件,由于弹道输运的作用,傅里叶导热定律也将失效.然而现有普适导热定律尚不能描述由弹道输运引起的非傅里叶导热现象.本文通过边界条件修正的方法将普适导热定律扩展到了弹道扩散导热区域.首先用热质理论的观点分析了弹道扩散导热机理;然后从声子玻尔兹曼方程出发推导了修正边界条件模型;最后数值求解了修正的普适导热定律并与蒙特卡罗模拟进行对比,验证了本文模型的正确性.
华钰超曹炳阳过增元
关键词:玻尔兹曼方程
多约束纳米结构的声子热导率模型研究被引量:2
2015年
纳米技术的快速发展使得对微纳尺度导热机理的深入研究变得至关重要.理论和实验都表明,在纳米尺度下声子热导率将表现出尺寸效应.基于声子玻尔兹曼方程和修正声子平均自由程的方法得到了多约束纳米结构的声子热导率模型,可以描述多个几何约束共同作用下热导率的尺寸效应.不同几何约束对声子输运的限制作用可以分开计算,总体影响则通过马西森定则进行耦合.对于热流方向的约束,采用扩散近似的方法求解声子玻尔兹曼方程;对于侧面边界约束,采用修正平均自由程的方法计算边界散射对热导率的影响.得到的模型能够预测纳米薄膜(法向和面向)及有限长度方形纳米线的热导率随相应特征尺寸的变化.与蒙特卡罗模拟及硅纳米结构热导率实验值的对比验证了模型的正确性.
华钰超曹炳阳
关键词:尺寸效应玻尔兹曼方程
微纳通道中牛顿流体毛细流动的研究进展被引量:5
2016年
毛细流动广泛存在于自然科学与工程技术等诸多领域,微纳通道中毛细流动近年来在微纳机电系统、生物医学、环境监测、石油开采、多孔介质渗流等领域获得了广泛应用.描述宏观牛顿流体毛细流动过程的是Lucas-Washburn(LW)模型,该模型在微纳通道中的适用性还没有定论,因而受到国际学术界关注.本文从理论模型、数值模拟和实验研究3个方面综述了微纳通道中牛顿流体毛细流动的研究进展,已有的研究表明需要对毛细流动进行分区讨论:(1)惯性力作用区,流动距离与时间t成正比;(2)黏性力-惯性力作用区,惯性力、毛细力、黏性力均对流动有影响;(3)黏性力作用区,黏性力与毛细力平衡,流动距离与t^(1/2)成正比;(4)竖直管道中还需要考虑重力的影响,存在黏性力-重力作用区.在黏性力作用区,LW模型仍然可以定性描述微纳通道中毛细流动过程,但需要引入动态接触角、气泡、电黏性等影响因素的修正.最后针对目前实验研究中存在的一些问题,总结有待深入研究的方向.另外,本文也对非牛顿流体毛细流动的研究做了简单介绍和展望.
杨敏曹炳阳
关键词:牛顿流体
硅纳米薄膜中声子弹道扩散导热的蒙特卡罗模拟被引量:8
2013年
通过建立声子散射概率函数描述声子在输运过程中的散射,提出了一种模拟声子弹道扩散导热的蒙特卡罗方法,并将其应用于硅纳米薄膜中的稳态和瞬态弹道扩散导热过程的研究.提出的蒙特卡罗方法对边界发射的声子束进行跟踪,根据散射概率函数模拟声子束在传播区域内经历的散射过程,并通过统计声子束的分布得到温度分布.稳态导热过程的模拟发现,尺寸效应会引起边界温度跳跃,其值随着Knudsen数的增大而增大;计算的硅纳米薄膜的热导率随着厚度的增大而增大,与文献中的实验数据和理论模型相符.通过瞬态导热过程的模拟得到了纳米薄膜内的温度分布随时间的变化,发现瞬态导热过程中的热波现象与空间尺度相关,材料尺寸越小,弹道输运越强,薄膜中的热波现象也越显著.
华钰超董源曹炳阳
关键词:蒙特卡罗模拟尺寸效应
Thermal wave propagation in graphene studied by molecular dynamics simulations被引量:6
2014年
The transient heat conduction in both armchair and zigzag-edged graphene ribbons pulsed by local heating with a duration of 1 ps was studied using nonequilibrium molecular dynamics simulations. The results show that the heat pulse excites two waves which indicates non-Fourier heat conduction. One of the two waves is a sound wave(first sound), which has macroscopic momentum and propagates at the speed of sound. The other is a thermal wave(second sound), whose propagation speed is 1=ffiffi3pof the sound velocity. The sound wave excited by the heat pulse is a longitudinal wave, whose energy is only transported in the longitudinal direction. The thermal wave excited by the heat pulse is generated by transverse lattice vibrations, with the energy only having the transverse component. The observed anisotropy of the transient heat conduction suggests that the system is in a non-equilibrium state during propagation of the heat pulse. Further statistical analyses show that the displacement of the heat pulse energy is related to the time as hr2 i / t1:80, which implies that heat transport is ballistic-diffusive transport in graphene. The higher proportion of the ballistic transport will lead to stronger heat waves. At the crest of the thermal wave, energy is transported ballistically, while in the diffusive region and during attenuation of the thermal wave,the energy is transported diffusively.
Wen-Jun YaoBing-Yang Cao
关键词:波传播脉冲持续时间脉冲能量
直流电场下水中石墨烯定向行为研究被引量:5
2017年
纳米颗粒在液体环境中的定向控制与系统物理性能的调控及新型纳米器件的制备等应用领域密切相关.本文使用分子动力学模拟方法,研究了水中单片不带电矩形石墨烯在直流电场下的定向行为.结果发现石墨烯平面趋向平行于电场方向且随着电场强度增大定向性增强,其主要原因在于极性水分子在电场下的响应以及水合作用;减小石墨烯长宽比,石墨烯法向矢量和长边矢量的定向性减弱,定量结果表明法向和长边定向度分别与绕长边和法向的转动扩散系数存在负相关关系.
董若宇曹鹏曹桂兴胡帼杰曹炳阳
关键词:石墨烯直流电场分子动力学模拟
颗粒在流体中所受的热泳冲力研究?
热泳效应在微流动分离技术和胶态晶体生长等领域有许多重要的应用。本文基于流场中温度梯度的非定常变化特征,提出颗粒在流体中会受到热泳冲力的作用。该力与热泳现象中的粒子运动相关但不同于通常的热泳力。介绍了求解得到该热泳冲力的思...
董双岭曹炳阳过增元
关键词:热泳滑移流区
文献传递
光照射下作用在颗粒上的光泳升力研究
基于光泳力的原理可以方便地实现光照射下的颗粒驱动、捕获和分离。颗粒所受的光泳力主要源于表面的温度梯度效应。基于光泳技术运用过程中的实际特征,本文提出颗粒在入射光的照射下会受到光泳升力的观点。分析表明,对该升力有贡献作用的...
董双岭
文献传递
石墨烯纳米结构的弹道热阻研究
2016年
本文基于非平衡分子动力学模拟方法研究了带有纳米尺寸约束结构的石墨烯的热阻特性。模拟结果表明,能量在穿过尺寸远小于声子平均自由程的约束通道时会产生量级为10~7~10~8K/W的弹道热阻,该热阻与导热条件无关,但具有明显的尺度相关性,与约束通道宽度成倒数关系。此外,推导了二维材料的弹道热阻模型,该模型与模拟结果符合很好。
姚文俊曹炳阳
关键词:石墨烯分子动力学模拟
A modified Navier-Stokes equations for incompressible fluid flow
<正>The turbulent flow is one of the typical process in the study of fluid mechanics.It has many applications i...
Shuangling Dong
文献传递
共2页<12>
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