纳米通道中高聚物熔体流动分子动力学模拟

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laner12
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,自然科学和工程技术正朝着微型化和纳米化方向迈进。微/纳电子机械系统和微/纳流体系统技术在现代工业、电子信息技术及生物工程等领域有着广泛的发展和应用前景。但受微尺度因素影响,微小尺度零件的成形制造和微纳流体流动的许多理论和技术问题,尚未得到有效解决。尤其是对微纳尺度通道中非牛顿性高聚物熔体的流动行为和流场中的分子链结构形态变化规律及其影响因素的微观作用机理,还缺乏全面的了解和深刻的认识。这是影响微纳系统技术发展和微流体器件应用的关键核心问题。因此研究微纳尺度通道中长链高分子流体的微观流动行为,探索流场中不同因素对长链分子运动形态的作用机理,揭示微纳尺度流体的流动规律,对促进微纳系统技术的发展具有重要意义。  本文在全面了解微纳尺度流体流动理论和应用技术研究现状的基础上,针对高聚物分子在微纳尺度通道中的流动行为及不同影响因素的作用关系,依据高聚物流变理论,采用分子动力学方法和珠簧链模型,模拟了长链高分子在纳米尺度通道中的泊肃叶流动行为。着重研究了光滑通道中的分子链长度、外部驱动力、边界作用参数、通道高度及熔体温度,对高聚物分子流动特性的影响关系;通道表面粗糙度对高聚物流动特性的影响;超声波作用场对高聚物流动过程的促进作用。通过统计聚合物速度场信息、聚合物单体空间分布信息、聚合物流动输运信息、聚合物结构改变信息,分析了聚合物在纳米通道流动过程中动态特性和结构特性。  光滑通道中分子链长度、外部驱动力、边界作用参数、通道高度及熔体温度对聚合物流动特性影响的研究结果表明:①聚合物链长度增加,聚合物的扩散能力增加,分子链的回转半径不断增加,取向稍许增强;②外部作用力对流动的速度场影响明显,随着驱动力力增加,流体处在不同的运动区域(分子自由震荡区、耦合区、驱动力主导区),聚合物的扩散能力变强,分子链的回转半径变大,取向变强。③对于亲水性壁面,聚合物流动速度减小,并且壁面滑移现象可能消失,亲水性壁面不利于聚合物的扩散。④通道高度对聚合物分子形态有显著的影响,在分子链回转半径大于通道宽度时,分子链处于被挤压的状态。⑤纳米尺度中对于珠簧模型链的聚合物熔体,熔体温度改变不大时,对流动过程影响比较小。  壁面粗糙度对聚合物流动特性影响的研究结果表明:通道为粗糙表面时,聚合物速度场和密度分布场不再对称,边界滑移现象消失,聚合物扩散能力减弱,粗糙的通道表面限制了分子链的流动,使得边界处分子链会表现出特殊的流动现象:吸附现象,拖拽现象,回流现象。  超声波作用下光滑通道中聚合物泊肃叶流动的研究结果表明:超声波辅助作用使得聚合物流动速度增加,扩散能力增强,分子链取向更强,超声波作用促进了聚合物流动。
其他文献
随着铁路的大提速和车流密度的增加,传统的维修模式已不能满足现代化铁路的发展,信号设备故障对行车的影响也逐渐加大,尤其是高速铁路的开通运营,更让电务信号工对设备的巡视检查
该文选定中国铁矿砂进口贸易和中远铁矿砂远洋运输为研究对象,针对中远在进口铁矿砂运输中单一经营海上运输所存在的问题,以及进入20世纪90年代以后,由于中国外贸体制发生变
地下综合管廊是一种新型市政基础设施,对于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市发展具有重要作用。因此,应用于地下综合管廊上的智能井盖被人们所关注与研究
该论文利用投入产出理论、乘数理论以及对比分析和列举事实的方法,对吉林省公路建设促进区域经济增长的作用进行了定量和定性分析.对吉林省公路交通现状、发展走向以及发展阶
论文详细说明了城市道路交叉口模拟系统的工程设计过程描述了系统的模型基础、模块划分、数据结构、关键问题算法,实现系统的开发环境、开发过程,以及系统实施中的有关问题.
随着航空航天事业的发展,对飞行器的机动性和可靠性提出了更高的要求,实验测试是检测飞行器性能的重要环节。电动扭矩加载系统作为飞行器地面半物理实物仿真系统中的重要设备之
安全管理已成为企业在进行生产经营过程中最最重要的管理内容之一,甚至位于首位。随着社会的进步,经济的繁荣,安全事故的发生也接踵不断,给各阶层管理人员带来不小的困扰。铁路行
该文首先根据计算机视觉的研究成果,介绍了适用于交通事故现场摄影图像测量的照相机定标方法,作为研究的基础.根据交通事故现场勘测机动性强的特点,该研究使用预制标定物对事
该论文针对商用车在转变或曲线行驶过程中,容易发生侧倾现象,目前国内外解决这个问题的措施不是十分的理想,而提出了利用主动横向稳定器来研究降低侧倾的效果,对主动横向稳定
作文教学作为高中语文教学中非常重要的一个环节,是考察学生运用语言文字进行表达和交流的重要方式,也是学生认识世界、认识自我、进行创造性表述的过程,更是衡量学生综合语文水