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Molecular Dynamics Simulation on Interface Characteristics of Micro Droplets

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Chinese Physics Letters 1999年第11期16卷 803-804页

作者： YANG Chun CHEN Min guo zeng-yuan Department of Engineering Mechanics Tsinghua UniversityBeijing 100084

Liquid droplets of argon surrounded by the vapor for various temperatures have been simulated by the molecular dynamics method. Macroscopic characteristics of droplets such as density, pressure and temperature profiles are evaluated with emphasis on the temperature characteristics, which was usually regarded uniform in the surface region for an equilibrium liquid-vapor system. The 12-6 Lennard-Jones potential and periodic boundary conditions are employed in the 1000-particles three-dimensional simulation. What differs from the literatures is that the temperature in the surface region is not uniform, but exhibits a curve with two extrema. The peak and valley values are higher and lower than the bulk saturation temperature respectively. The magnitude of the peak and valley values becomes smaller when the saturation temperature is closer to the critical temperature.

关键词： temperature. saturation closer

Three-Dimensional Molecular Dynamics Simulation on Heat Propagation in Liquid Argon

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Chinese Physics Letters 2001年第1期18卷 71-73页

作者： guo Ying-Kui guo zeng-yuan LIANG Xin-Gang Department of Engineering Mechanics Tsinghua UniversityBeijing 100084

The propagation behaviour of an initial thermal perturbation in liquid argon is simulated by the molecular dynamics *** 12-6 Lennard-Jones potential and mirror boundary conditions are employed in the 32768particle three-dimensional *** characteristics such as the kinetic temperature,pressure and momentum profiles are monitored during the simulation in order to examine the heat propagation behaviour under a timescale comparable with the relaxation *** results show that the behaviour is still diffusionlike;no features predicted by the Cattaneo-Vernotte model have been *** wave-like front of the local temperature may be caused by the adiabatic compression and expansion by the pressure wave generated by the thermal expansion.

关键词： behaviour thermal relaxation

Hypercooling and the Specific Heat Capacity of Cu-Ni Alloy

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Chinese Physics Letters 2001年第1期18卷 126-128页

作者： YANG Chun CHEN Min guo zeng-yuan WEI Bing-Bo Department of Engineering Mechanics Tsinghua UniversityBeijing 100084 Laboratory of Materials Science in Space Northwest Polytechnic UniversityXi’an 710072

The average heat capacities of the undercooled Cu-25%Ni,Cu-50%Ni,Cu-50%Ni and Cu-75%Ni melts were derived by using the glass fluxing *** undercoolings of the above alloys were 381,380,349 and 431K,respectively,which exceed the critical undercooling of the classical nucleation theory.A detailed analysis of the heat transfer condition during the solidification process was carried out,which suggested a linear relationship between the time duration of thermal arrest ta and the undercoolingΔ*** hypercooling points of the alloys,derived from the relationship between ta andΔT,were determined to be 457.7,461.1,448.4 and 528.K,respectively.

关键词： technique. alloys solidification

Size Effect of Lattice Thermal Conductivity Across Nanoscale Thin Films by Molecular Dynamics Simulations

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Chinese Physics Letters 2001年第3期18卷 416-418页

作者： FENG Xiao-Li LI Zhi-Xin guo zeng-yuan Department of Engineering Mechanics Tsinghua UniversityBeijing 100084

Thermal conductivity in the normal direction of ultra-thin dielectric films is predicted by molecular dynamics calculations for argon *** film thickness of about 2-10 nm within which real measurements can not yet be implemented,the size dependence of lattice thermal conductivity is captured and a remarkable thermal conductivity drop is found as compared with bulk experimental *** size effect demonstrates that phonon-boundary scattering in thin films may also be very significant at high temperature even above the Debye *** influence of different potential models is examined according to the comparison between results from the Lennard-Jones potential and a soft-sphere potential.

关键词： conductivity size Lattice

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热质的运动与传递——热质和热子气

工程热物理学报 2006年第4期27卷 631-634页

作者：过增元清华大学工程热物理研究所传热与能源利用北京市重点实验室北京100084

基于爱因斯坦的狭义相对论的质能关系建立了热质的概念。物体的热能所对应的动质量就是热质。提出了热子的概念和热子气模型。采用气体分子动理论导得了热子气的压力(热质压力)和热子气的状态方程。热子气中的热质压力梯度是热量(热子气... 详细信息

基于爱因斯坦的狭义相对论的质能关系建立了热质的概念。物体的热能所对应的动质量就是热质。提出了热子的概念和热子气模型。采用气体分子动理论导得了热子气的压力(热质压力)和热子气的状态方程。热子气中的热质压力梯度是热量(热子气)运动的推动力。

关键词：热能热质热子气

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热学中的新物理量

工程热物理学报 2008年第1期29卷 112-114页

作者：过增元清华大学航天航空学院热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

通过与力学、电学的比拟,在热学中引入了热量的势、势能、速度、动能等新的物理量,从而可建立热量运动的守恒方程组。热量传递是不可逆过程,耗散的是热量的"能量"。以耗散最小(热阻最小)为目标函数,就能对传热过程进行优化。傅立叶导热... 详细信息

通过与力学、电学的比拟,在热学中引入了热量的势、势能、速度、动能等新的物理量,从而可建立热量运动的守恒方程组。热量传递是不可逆过程,耗散的是热量的"能量"。以耗散最小(热阻最小)为目标函数,就能对传热过程进行优化。傅立叶导热定律是热量运动方程在不计动量变化条件下的简化。在极端(低温、超高速、纳米尺度)条件下不再适用,引入新物理量后,能阐明热波、导热系数尺度效应等"超常"物理现象。

关键词：热量势热量势能热量运动速度热量动能热量能量的耗散

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纳米变截面结构的导热性质

工程热物理学报 2007年第6期28卷 983-985页

作者：曹炳阳过增元清华大学航天航空学院热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

采用分子动力学方法模拟了固态氩的纳米变截面结构的导热性质,研究发现纳米变截面材料的热阻和热流的大小与方向都相关:当纳米结构沿热流的方向为渐缩时,纳米结构的热阻随热流的增加而增大,而当纳米结构沿热流的方向为渐扩时,纳米结构... 详细信息

采用分子动力学方法模拟了固态氩的纳米变截面结构的导热性质,研究发现纳米变截面材料的热阻和热流的大小与方向都相关:当纳米结构沿热流的方向为渐缩时,纳米结构的热阻随热流的增加而增大,而当纳米结构沿热流的方向为渐扩时,纳米结构的热阻随热流的增加呈减小的趋势;当热流较大时,热流沿渐缩方向时的热阻明显大于热流沿渐扩方向时的热阻,但当热流较小时纳米变截面结构的热阻和热流方向的关系不大.最后依据热质的运动和传递理论的动能效应对该现象进行了分析解释。

关键词：纳米变截面结构动能效应导热性质分子动力学模拟

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纳米通道内液体流动的滑移现象

物理学报 2006年第10期55卷 5305-5310页

作者：曹炳阳陈民过增元清华大学工程力学系北京100084

采用分子动力学模拟方法研究了液态氩在铂纳米通道内的流动,通过改变流体和壁面之间的势能作用获得了流体和通道表面之间浸润性质不同时的滑移现象.研究发现:液体分子在亲水性通道表面附近呈类固体性质,数密度和有序性较大,而在疏水性... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了液态氩在铂纳米通道内的流动,通过改变流体和壁面之间的势能作用获得了流体和通道表面之间浸润性质不同时的滑移现象.研究发现:液体分子在亲水性通道表面附近呈类固体性质,数密度和有序性较大,而在疏水性表面附近的平均数密度降低,形成一个低密度层;液体流动在固体表面的速度滑移随着液体与表面势能作用的增强而减小,当液体和表面的浸润性不同时可以发生滑移、表观无滑移和负滑移现象;液体在固体表面的表观滑移是液体在固体表面的速度滑移、粘附和流体内部滑移的综合作用的结果.

关键词：纳米尺度流动速度滑移浸润性分子动力学模拟

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纳米结构表面浸润性质的分子动力学研究

高等学校化学学报 2005年第2期26卷 277-280页

作者：曹炳阳陈民过增元清华大学工程力学系北京100084

采用分子动力学方法研究了氩纳米液滴在铂金属及其模型固体表面的浸润现象 ,获得了液滴在平滑表面和三角纳米结构阵列表面的接触角和展布特性 .研究表明 ,液滴与壁面的势能作用较强时 ,液滴与纳米结构表面为均匀浸润 ,但是由于迟滞效应 ... 详细信息

采用分子动力学方法研究了氩纳米液滴在铂金属及其模型固体表面的浸润现象 ,获得了液滴在平滑表面和三角纳米结构阵列表面的接触角和展布特性 .研究表明 ,液滴与壁面的势能作用较强时 ,液滴与纳米结构表面为均匀浸润 ,但是由于迟滞效应 ,接触角受表面纳米结构的影响不明显 ;势能作用较弱时 ,纳米结构间隙中存在类似蒸汽的低密度相 ,液滴与纳米结构表面为非均匀浸润 ,接触角受纳米结构的影响而增大 ;表面纳米结构可以使表面具有超疏水性 .

关键词：浸润性质接触角表面纳米结构分子动力学模拟