粗糙壁面间界面换热的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法研究了纳米尺度下固体壁面润湿性和粗糙元对固液界面换热的影响。固液界面由铂固壁与液体氩接触形成,并在固壁上分布着不同形状的粗糙元,包括三角形、矩形、正弦和随机形状,通过虚拟原子法将两侧固壁恒定于不同温度,通过USHER法使液体密度恒为定值。模拟结果表明:(1)润湿性越小、粗糙元面积比率越大,界面热阻越小,界面换热强度越大;(2)粗糙元形状对界面换热有影响,其中矩形粗糙的强化作用最大;(3)润湿性和粗糙元对液体区热阻影响甚微,所以系统换热性能的改变主要是由于界面热阻的变化所致。