2018傳熱傳質(zhì)學(xué)年會(huì)集

中國(guó)工程熱物理學(xué) 傳熱傳質(zhì)學(xué)術(shù)會(huì) 編號(hào)高超，，袁俊杰，曹進(jìn)軍，張（理工大學(xué)能源與動(dòng)力，200093） ,)而在實(shí)際蒸況下還會(huì)出現(xiàn)雙尺度網(wǎng)狀和環(huán)狀沉積結(jié)構(gòu)。本文在格子氣模型的基礎(chǔ)上，建立了準(zhǔn)三用于微納結(jié)構(gòu)材料和器件的[3-5]在這一過(guò)程中通過(guò)自然蒸發(fā)使納米流體中的納米基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金 ，本文在Rabani等人二維模型[9]的基礎(chǔ)上建立了準(zhǔn)三維動(dòng)力學(xué)模型，1Fig.1Geometricmodelofnanofluidthin-本文主要采用模型方法在準(zhǔn)三維尺度上對(duì)納米液膜蒸發(fā)時(shí)固體粒子的沉積模式進(jìn)行模擬研究在模型的具體計(jì)算過(guò)程中納米粒子的具體尺寸對(duì)模擬結(jié)果的影響不大，并非關(guān)鍵參數(shù)，因此為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)一個(gè)納米粒子占據(jù)一個(gè)格子。800×8004層（根據(jù)計(jì)算能力和模擬N次嘗試，使每一個(gè)粒子朝著一個(gè)隨機(jī)方向移動(dòng)，N為粒子在液體中的擴(kuò)散率。這里的每一次嘗試Metropolis概率所決定：????????=min[1, ????????????????和系統(tǒng)隨機(jī)生成的值進(jìn)行比較，模擬中采用的準(zhǔn)三維動(dòng)力學(xué)模型通過(guò)計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的能量漲落來(lái)判斷納???????????? ???????????????? ???????????????? ????= {????}?? {????}?? {????}???????∑

??第二鄰近格子間相互作用力時(shí)要乘以值1?√2。上式中，??????和1?√2??????表示一和第二鄰近液體格子間相互作用能；??????和1?√2??????表示第一和第二鄰近納米粒子間相互作用能；??????和1?√2??n??表示第一和第二鄰近納米粒子與液體格子間相互作用發(fā)前不全部團(tuán)簇在基板上，在本文中定義??????=2??????，??????=1.5??????，在整個(gè)模擬計(jì)算??(??)=??(1+ 其中，??是溶劑蒸發(fā)率，????是溶劑的臨界蒸發(fā)率，??0?????是化學(xué)勢(shì)變化率，??是常系數(shù)。由可知，化學(xué)勢(shì)函數(shù)總體上是一個(gè)S形曲線，即中間經(jīng)過(guò)12%??????0.20??03.775N30?????0.15、????0.95、??0.01。模擬與實(shí)驗(yàn)過(guò)程一致，結(jié)果吻合，由此驗(yàn)證了本文模2Fig.2Comparisonbetweenexperimentalandsimulation3Fig.3Comparisonofsimulationandexperimentaloftwo-scalecellularnetwork3所示是采用動(dòng)3(a)顯示了使用動(dòng)態(tài)化學(xué)勢(shì)后的模擬結(jié)果，其中??????=0.20、??0=3.75、N=30、?????1mg/ml5μm2大小的原子顯微鏡（TM-AFM）此外，Ohara和Gelbart提出了一種納米粒子在液膜中蒸發(fā)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的機(jī)理[15]，而Yosef和Rabani[11]在模擬中卻發(fā)現(xiàn)納米粒子在邊緣處的密度增加對(duì)環(huán)的生長(zhǎng)作用不大，他們得出的結(jié)論是當(dāng)液膜蒸發(fā)到特別薄的時(shí)候發(fā)生的全局突然蒸發(fā)了環(huán)的YosefRabani[11]實(shí)現(xiàn)的。其模型中有兩??????，??會(huì)出現(xiàn)跳躍式增加，這時(shí)蒸發(fā)系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)在液膜剩下4是雙尺度納米粒子沉積環(huán)結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果(a)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果(b)(a)參數(shù)如下：??????0.22、??03.60、N30、?????0.15、????0.09、??0.01、粒子濃度特征相互。圖(b)是大尺度納米粒子沉積環(huán)與小尺度圖案共存的3.5μm2TM-AFM圖2nm1mg/ml的納米液膜干燥后 4Fig.4Comparisonofsimulationandexperimentaloftwo-scalenano-ring本文通過(guò)建立準(zhǔn)三維動(dòng)力學(xué)模型，研究了納米顆粒在納米流體中蒸發(fā)干燥[1],汪明哲,,,.表面納米結(jié)構(gòu)及其自由能對(duì)滴狀冷凝傳熱的影響[J].工物理學(xué)報(bào),2009,30(10):1752-1754.MAXue-Hu,WANGMin-Zhe,LANZhong,WANGSi-Fang,LIXiao-Nan.InfluenceofSurfaceNanostructureanditsEnergyonDropwiseCondensationHeatTransfer[J].JournalofEngineeringThermophysics,2009,30(10):1752-1754.[2],,陳嘉賓,.雙組份納米流體液滴導(dǎo)熱系數(shù)研究[J].2008,48(6):781-SUFeng-Ming,MAXue-Hu,CHENJa-Bing,ZHANGYong.StudyonThermalConductivityoftwoComponentNanofluidDroplets[J].2008,48(6):781-785.[3],,于.溶液液滴蒸發(fā)變干的環(huán)狀沉積[J].物理學(xué)報(bào),2013,19(19):ZHANGWen-Bing,LIAOLong-Guang,YUTong-Xu.Ring-ShapedDepositionofEvaporationofSolutionDroplets[J].JournalofPhysics,2013,19(19):196102.DropletsintheSolutionPrecursorsmaSpraying[J].JournalofThermalSprayTechnology.2007,16(5-6):736-743.鄺旻,,,.噴墨打印高精度圖案研究進(jìn)展[J].化學(xué)學(xué)報(bào),2012,70:1889-KUANGMin,WANGJing-Xia,WANGLi-Bin,SONGYan-Lin.ResearchProgressonhighPrecisionPatternofInk-JetPrintingHamakerHC.TheLondon-vanderWaalsAttractionBetweenSphericalParticles[J].Physica.Section1937,4(10):1058-DeeganRD,BakajinO,DupontTF,HuberG,NagelSR,WittenTA.CapillaryFlowastheCauseofRingStainsFromDriedLiquids[J].Nature1997,389(6653):827-829.RabaniE,Rei anDR,GeisslerPL.Drying-MediatedSelf-assemblyofNanoparticles[J].Nature,2003,426(6964):271-274.MartinCP,BluntMO,andMoriaryP.NanoparticleNetworksonSilicon:Self-organizedorDisorganized[J]NanoLett.,2004,4(12):2389-2392.YosefG,RabaniE.Self-assemblyofNanoparticlesintoRings:aLattice-GasModel[J].J.Phys.Chem.2006,110(42):20965-2011,23(8):ZhangH,ShanYG,LiL,LuM,LiR.ModelingtheSelf-assemblyofNanoparticlesintoBranchedAggregatesFromaSessileNanofluidDroplet[J].Appl.Therm.Eng.2016,94:650-656.CrivoiA,DuanF.FingerStructuresInsidetheCoffee-RingPattern[J].ColloidsandSurfaces.A2013,432:OharaPC,GelbartWM.InteryBetweenHoleInstabilityandNanoparticleArrayFormationinUltrathinLiquidFi[J].Langmuir,1998,