运用分子动力学模拟方法研究了在质量力驱动下不同浸润性壁面纳米通道中气泡的分布及其运动状况，提出了一种统计纳米通道中气泡运动速度的方法.结果显示，在亲水性壁面的纳米通道中，气泡位于通道中间，气泡的运动速度接近但小于通道中心流速，在势能强度较大时，壁面吸附的分子较多，气泡也较大，反之则气泡较小;对超疏水性壁面，气泡则位于固壁附近，两个壁面形成对称的-•对气泡,气泡的运动速度接近但大于边缘速度•流体总的流动速度随着流体粒子与壁面粒子作用的减弱而增人，滑移速度则逐渐从负转变为正.关键词：分子动力学；表面浸润性；纳米气泡；纳米流动；纳米通道中图分类号：0647EffectsofSurfaceWettabilityonBubblesinNanochannelsXIEHuiLIUChao(CollegeofPowerEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400030,P.R.China)Abstract：Moleculardynamicssimulationswerecarriedouttostudythedistributionandmovementofbubblesinnanochannelswithdifferentwettabilitieswhenthefluidsweredrivenbymassforce.Amethodforcalculatingthevelocityofabubbleinananochannelwaspresented.Resultsrevealthatbubblesarepresentinthemiddleofnanochannelswithhydrophilicsurfacesandtheirvelocitiesareclosetobutlowerthantheflowvelocityinthemiddleofthenanochannel.Athigherpotentialenergies,thebubblesarelargerbecausethesurfaceabsorbsmoreparticles.Otherwise,thebubbleswouldbesmaller.TwobubblesaresymmetricalonbothsurfacesofthenanochannelwhentheirsurfacesaresuperhydrophobicandtheirvelocitiesareclosetobutlargerthantheflowvelocityattheedgeofthenanochanneLThefluidflowspeedsupastheinteractiondecreasesbetweenfluidmoleculesan---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---dwallparticleswhiletheslipvelocitygraduallychangesfromnegativetopositive.KeyWords：Moleculardynamics;Surfacewettability;Nanobubble;Nanoflow;Nanochannel目录---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1引言(或绪论)本文模拟系统的快照如图1所示，包含气泡的流体在两固壁形成的纳米通道内由质量力G驱动，图中蓝色原子代表壁面分子钳，红色代表流体分子氮，两壁面都平行于xy面，x、y方向为周期性边界条件，z方向为固壁边界条件.流体粒子2048个，初始位置按fee晶格排布.固壁粒子1024个，每一•壁面含512个粒子，按fee晶格排布，与流体接触的是(111)而.通道在x、y和z方向尺度为18.58nm伊1.16nm伊5.57nm,其中y方向较小的尺度可以方便观察气泡，文献［18］利用此技巧观察液滴与壁面的接触角.对于粒子的动力学方程，采用VelocityVerlet算法［19］.流体粒子之间氮的相互作用采用截断及移位的L郵J势能函数［20］,即:u(rij)=4着滓rij曹前12-滓rij曹前6-滓re曹菰12+滓re»,rij臆“0,rij跃re扇墻设设设设缮设设设设其中r为分子间距，u为分子势能，滓为尺寸参数，着为势阱深度•对于氮原子之间的作用,着二1.67伊10-21J,滓=3.40510-10m.为减少计算时间,势能截断长度取rc=3.0n图1模拟纳米通道内表血浸润性对气泡作用系统的快照超过该距离分子间的相互作用力可忽略不计•L卿J势函数的参数可利用各种物性的实验数据推算而得［21］,应用于分子动力学模拟小能够准确地描述气体分子间的相互作用及部分金属分子间的作用［22］・为反映流体与通道壁面之间不同的作用强度，本文选取流体和尚体壁面之间的L邺J势能函数为［23］:uls(rij)=4琢着Is滓lsrijWfp12-茁滓lsrij曹薪6袈漫(2)其中，uls表示流体粒子和固壁粒子之间的L®J势能，着Is和滓Is表示流体粒子和固壁粒子之间的L卿J作用势能量和距离参数，由Lorentz卿Berthelot混合准则［24］确定,着Is二姨着1着s,滓ls=(滓1+滓s)/2,下标］、s分别表示流体、固壁.对于钳粒子,滓s=2.475F10-10m,着s=8.35伊10-20J.琢、茁用来调节流体粒子和固壁粒子间的作用强度，此形式的L邺J势能函数是文献［25,26］所采用势函数的综合.琢/茁的取值参照文献［12］,该文中采用分子动力学方法模拟不同琢...