作者:Lei Yang等 来源:《化学物理期刊》 发布时间:2013-2-5 13:09:21
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数值模拟流体输运行为获进展
 
中科院近代物理研究所散裂靶组的科研人员研究直流和交流驱动下流体输运行为取得重要进展。
 
科研人员利用GPU超算平台,借助简化的分子动力学模拟,发现液态流体的速度与驱动电流呈现台阶状依赖性(共振效应)。同时,科研人员也获得了流体速度和驱动电流的解析表达式,结果表明,数值模拟与解析结果完全一致。另外,当系统对称性破坏时,系统中出现Ratchet效应。同时也发现电流振幅决定了Ratchet效应和共振效应的存在和稳定性。进一步研究发现,与一维模型比较,在二维模型中,台阶宽度和流体的摩擦系数随电流的振幅具有Bessel和偏离传统的Bessel函数依赖性,即出现反常行为 (如下图所示)。
 
这是科研人员首次利用简化的分子动力学模拟将一维模型推广到二维,研究了流体的输运行为随电流的振幅和频率的变化行为,为进一步开展流体输运实验和理论研究提供了重要依据。该研究方法既可用于纳米摩擦学研究领域,能定性解释超润滑现象,同时也广泛应用于Josephson junction、超导电性和生物分子马达等相关领域。
 
研究结果发表在The Journal of Chemical Physics 138,034307 (2013)。(来源:中科院近代物理研究所)
 
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