30352.液滴在固體表面潤(rùn)濕性的分子動(dòng)力學(xué)模擬

1、碩士學(xué)位論文液滴在固體表面潤(rùn)濕性的分子動(dòng)力學(xué)模擬TheDynamicSimulationoftheWettabilityofaWaterDropletonaSolidSurface學(xué)號(hào)：2111QQ壘3完成日期：2Q!壘!Q魚!Q5大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要表面潤(rùn)濕性是生活生產(chǎn)中常見的一種自然現(xiàn)象，對(duì)于固體表面凝結(jié)換熱的換熱性能有很大影響，同時(shí)，它對(duì)流體流動(dòng)的研究也有

2、重要意義，尤其是流動(dòng)的特征尺度減小后，潤(rùn)濕性的作用將會(huì)變得更加明顯。潤(rùn)濕性主要由液滴在固體表面的接觸角來表征。目前，接觸角的測(cè)量方法有很多，本文使用的分子動(dòng)力學(xué)模擬方法準(zhǔn)確性高，能獲取分子結(jié)構(gòu)信息和分子作用信息等分子水平的特征，從而可以深入分析影響接觸角的分子水平因素，這些優(yōu)勢(shì)使得分子動(dòng)力學(xué)方法備受關(guān)注。本文給出了分子動(dòng)力學(xué)模擬的主要步驟。分子動(dòng)力學(xué)模擬方法首先要確定待模擬的系統(tǒng)，給定初始條件，然后選擇合適的力場(chǎng)和邊界條件，根據(jù)該力場(chǎng)表

3、達(dá)式計(jì)算出系統(tǒng)中的每個(gè)分子所受的力以及分子間的相互作用能，從而確定一個(gè)步長(zhǎng)后分子的位置及速度。待系統(tǒng)達(dá)到平衡后就能求得體系的宏觀性質(zhì)和基本規(guī)律。分子動(dòng)力學(xué)模擬的關(guān)鍵是選擇合適的勢(shì)函數(shù)和確定初始條件。結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬的流程，本文分析了使用分子動(dòng)力學(xué)模擬器NAMD模擬時(shí)所需要的各個(gè)文件的主要內(nèi)容以及其中一些主要參數(shù)的意義。另外，本文使用NAMD首先對(duì)SPC／E液體進(jìn)行了模擬，分析并建立了模擬所需的各個(gè)文件，模擬完成后驗(yàn)證了系統(tǒng)的平衡并計(jì)算

4、出液滴的密度和原子對(duì)徑向分布函數(shù)，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到模擬結(jié)果與實(shí)際相符合。然后又對(duì)不同參數(shù)的SPC／E液滴和Pt固體模型二元體系進(jìn)行了模擬，通過分析確定了模擬體系中分子的初始位置、初始速度、分子所受各項(xiàng)作用力和作用參數(shù)以及模擬的參數(shù)。模擬完成后，首先給出了一種根據(jù)模擬結(jié)果計(jì)算接觸角的詳細(xì)方法，并使用該方法計(jì)算出了不同模擬參數(shù)對(duì)應(yīng)的接觸角，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析可以得到，SPC／E液滴在Pt固體模型表面的接觸角受固液間相互作用力參數(shù)的影響