《基於表面行波實現微納通道流動減阻和傳熱強化的研究》是依託清華大學，由解建飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於表面行波實現微納通道流動減阻和傳熱強化的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：解建飛
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
液體在微納米系統中傳熱和流動的主動控制是微納機電系統及其它納米技術中的關鍵問題之一。本項目提出在微納米器件中利用表面行波來同時減小液固界面熱阻和增大速度滑移，提高近壁面納米尺度範圍液體的表觀熱導率和降低其表觀粘度，改善速度場和溫度場的協同，有效提高傳熱量和降低流動阻力，以實現對納米通道內液體傳熱和流動的控制。研究擬以分子動力學模擬、理論分析和實驗研究為手段，模擬基於表面行波的納米通道內液體的傳熱和流動，分析和總結行波傳播方向、振幅、頻率、壁面和液體種類、通道尺寸等因素對界面熱阻、速度滑移、液體表觀熱導率和粘度的影響機制和規律，耦合介觀格子Boltzmann方法計算納米通道內流場和溫度的分布，建立表面行波對它們影響的分析模型，以此為基礎實現表面行波對水在矽納米通道陣列內傳熱和流動的控制。本項目將為基於表面行波進行微納米系統中液體傳熱強化和流動減阻的主動控制提供基本的機理、數據和模型基礎。
結題摘要
氣/液體在微納米系統中傳熱和流動的主動控制是微納機電系統及其它納米技術中的關鍵問題之一。本項目提出在微納米器件中利用表面行波來增大液固界面速度滑移，降低近壁面納米尺度範圍液體的表觀粘度，改善速度場和溫度場的協同，有效降低流動阻力，以實現對納米通道內液體流動的主動控制。研究以分子動力學模擬和理論分析為手段，模擬基於表面行波的納米通道內液體的流動，分析和總結行波振幅、頻率、壁面等因素對界面速度滑移、液體表觀粘度的影響機制和規律，結合介觀格子玻爾茲曼方法計算方腔內流場和溫度的分布，建立表面行波/振動對它們影響的分析模型，以此為基礎實現表面行波對液體在納米通道內流動的主動控制。本項目為基於表面行波/振動進行微納米系統中液體流動減阻/方腔中非牛頓流體傳熱強化的主動控制提供基本的機理、數據和模型基礎。本項目在執行期間共發表6篇SCI期刊論文和3篇國際會議文章。
