粘性流体中液滴相互作用的耗散粒子动力学研究

本项目拟采用新兴的介观尺度数值模拟技术耗散粒子动力学来对复杂流体进行研究，具体为剪切流作用下液滴相互碰撞、分离以及聚合的过程。主要讨论不同的界面张力数和粘度比对液滴碰撞过程的影响以及液滴的变形参数和倾斜角在碰撞过程中的变化规律；研究剪切流导致的液滴各向异性自扩散系数以及剪切流作用下液滴-流体-液滴三相动态接触线；确定保守力系数和液滴聚合的关系以及在剪切流作用过程中液滴聚合的可能性。分别对牛顿液滴和非牛顿液滴进行研究，其中牛顿液滴由简单粒子构成，而高分子液滴采用多根有限拉伸非线性弹性珠簧链纠缠而成。研究珠簧链长度对高分子液滴粘弹性及其对碰撞过程的影响；寻求改善耗散粒子动力学中流体系统Schmidt数的有效方法，提高所模拟流体的动态特性。本项目采用高性能并行计算MPI技术进行大规模数值模拟。本研究将为新材料的研制、生物医学工程中新器件的机理研究等提供详细的介观尺度耗散粒子动力学模拟结果。