纳米柱绕流的分子动力学模拟分析

摘要

采用分子动力学方法,对不同雷诺数的纳米柱绕流问题进行模拟。统计及对比结果表明,在微观尺度下的纳米圆柱绕流的流场与宏观的圆柱绕流类似,但又具有自己的特点。雷诺数为16.2时,圆柱后会持续的周期性产生漩涡并脱落,类似宏观现象中的卡门涡街;而雷诺数为5.4时的圆柱后面没有出现漩涡。流场中圆柱表面存在速度滑移,说明无滑移不是产生漩涡的必要条件。圆柱前后会分别形成高压区和低压区,压强差的大小与来流速度有关。流场中存在顺压强梯度和逆压强梯度,顺压强梯度使圆柱上下两边区域流速超过来流速度,而逆压强梯度则会减小流速甚至使流场中出现回流。流场中密度最小处分布在圆柱右上和右下附近而不是圆柱的正后方。