基于耗散粒子动力学的高分子流体数值模拟

发布时间：2021-01-26 11:23

　　随着计算机技术的发展,计算机数值模拟计算广泛应用于各个领域。流动数值模拟是解决复杂流动问题的有效手段。宏观的计算流体力学（CFD）和微观的分子动力学（MD）方法都在流动数值模拟中得到了广泛的推广。介于宏观和微观之间的介观尺度,相较于宏观模拟可以处理不满足连续介质理论的流动问题,又比微观模拟能够处理更大计算尺度的问题,效率更高,对于研究相对分子量大的高分子流体有着较好的适应性。高分子流体包括高分子熔体和高分子溶液,是具有流变性质的复杂流体。本文选取高分子流体为研究对象,采用介观模拟方法之一的耗散粒子动力学方法,模拟高分子流体的流动特性,从而对高分子流体在介观尺度上的加工和运输研究奠定基础。论文的主要工作如下:（1）运用耗散粒子动力学方法对牛顿流体的库埃特流动和泊肃叶流动进行了数值模拟,求解了两种流动的速度分布和剪切应力分布,并与理论分析得到的精确解对比,验证了算法和系数选取的正确性,为高分子流体的流动模拟奠定基础。（2）研究了耗散粒子动力学方法的并行计算,通过对比不同数目处理器节点的并行计算结果,验证了并行计算的可行性。计算得到了并行计算的加速比和并行效率,并研究了处理器网格排布对并行效... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三种研究方法之间的关系

（dissipative particle dynamics，DPD）于 1992 年发展中不断完善和扩展。耗散粒子动力学是一种近DPD 方法中流体由一系列具有连续的空间位置和成。在这方面，它和其他的介观模拟方法，比如方法，是有所区别的。在其他的介观模拟方法中，。的基本原理学模型中，流体系统由一系列粒子组成。这些个分子。构成这些粒子所需要的分子数目与粒子计算时间的尺度等密切相关[23]。如图 2.1所示。实即 DPD粒子）的过程被称为“粗粒化”。

中北大学学位论文面将以碳纳米管为例，描述“粗粒化”过程的实现，此粗粒化的过程参考文模型。图 2.2 表示了一个碳纳米管物理模型，碳纳米管中包含 41 个重复单元为 8.14埃，长度约为 100 埃。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[4]液体Poiseuille流动特征的分子动力学研究[D]. 汪建东.浙江师范大学 2010
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本文编号：3001024