《流體環境下微納米纖維的力學性質與動力學行為》是依託清華大學，由徐志平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：流體環境下微納米纖維的力學性質與動力學行為
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：徐志平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微納米尺度下流體與纖維結構的相互作用是設計流體環境下的微納米機械器件以及流動過濾分離材料等套用的理論基礎。然而其物理機制受到幾何、表面特性、界面滑移、熱漲落、纖維間流體動力學耦合等因素的影響，因而難以在連續介質力學基礎上加以描述。本項目以碳納米管等微納米纖維為對象，通過耦合原子分子、介觀粗粒化與巨觀連續模型，開發考慮流體動力學相互作用的計算方法，對流體環境下微納米纖維及其陣列的力學性質與動力學行為以及流場經過微納米結構材料時的流阻、破壞特性與動力學行為等進行研究。同時開展實驗工作，通過對微納米纖維結構、表面性質、外場環境的調控探討器件和材料的最佳化設計。
結題摘要
本工作發展了研究流場環境微納米結構動力學的數值方法，包括隱式溶劑、分子動力學耦合格子Boltzmann方法、分子動力學耦合耗散粒子動力學三種處理微納米尺度流體固體耦合的方法；研究了微納米纖維及其陣列在流體環境下的變形、組裝、機械能量傳遞、運動同步行為；與實驗結果結合，提出了流體驅動組裝碳納米纖維結構材料的強度等力學性能與微結構的定量關聯模型。具體的研究內容包括流體環境自組裝動力學、流體環境微納米纖維運動同步行為、流場驅動微納米纖維自組裝動力學、流場驅動組裝碳納米管纖維力學性能，以及氧化石墨烯薄膜等由納米結構組裝體在溶劑中的溶脹特性、納米結構表界面液體結構與動力學特性等相關問題，為微納米尺度流固耦合的機制提供了較為完整的理解。
