基于郎之万方程和LBM的Janus颗粒自驱运动模拟

发布时间：2017-12-24 18:36

本文关键词：基于郎之万方程和LBM的Janus颗粒自驱运动模拟　出处：《水动力学研究与进展(A辑)》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：Janus颗粒由于本身的自驱动特性在生物能源医药等领域具有广阔的应用前景,然而其自驱动特性研究目前还不完善。该文基于格子Boltzmann方法(LBM)和郎之万方程,结合反弹边界格式建立了模拟球形Janus颗粒自驱动的动力学模型,利用爱因斯坦关系式对运动方程中的布朗力进行修正,相对于涨落LBM大幅降低了计算量,提高了计算效率。通过模拟2μm球形Janus颗粒的自驱运动并与实验结果对比得出,采用该方法模拟所得颗粒运动特性与实验相符,验证了该方法的可行性与准确性。通过在特定情况下扩散系数与扩散泳力的关系图与实验结果的对比,可得出不同燃料浓度作用下Janus颗粒受到扩散泳力的大小,为后续实验和数值模拟工作的展开提供了有力的支撑。
【作者单位】：西安建筑科技大学环境与市政工程学院;中国地质调查局西安地质调查中心;
【基金】：国家自然科学基金项目(11447133) 陕西省教育厅专项科研计划(15JK1385)~~
【分类号】：O347.7
【正文快照】： 引言自驱动Janus颗粒是由不同物理或化学性质的两部分人工合成的活性布朗颗粒,得益于自身的自驱动特性以及合成方法的多样性和不对称性,Janus颗粒在生物、医药、新能源和水处理等方面都具有广阔的应用前景[1]。国内外学者已经针对Janus颗粒的运动机理开展了大量基础性的实验工

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