简单流体非牛顿现象的分子动力学研究

摘要

本文采用分子动力学模拟方法研究了两种代表性简单流体（LJ流体和硬球气体）的非牛顿现象。通过在系统中建立定常库特流和振荡流分别分析了简单流体在定常剪切力和振荡剪切力作用下的流动行为，模拟结果表明，LJ流体和硬球气体在高定常剪切率下均表现出与复杂流体相似的剪切变稀行为，在高频振荡作用下也均出现剪切率相对剪切力的相位滞后。发现高剪切率会引起LJ流体径向分布函数和内部势能的变化，但是对硬球气体由于其没有内部势能和固定的分子内部结构，传统理论无法对上述结果给出合理的解释。能质理论提出能质（传输能量的等效质量）惯性导致非牛顿现象的观点很好地解释了简单流体的非牛顿行为。