介观尺度液-气共存的耗散粒子动力学模拟

本项目拟针对传统标准的耗散粒子动力学(DPD)不能模拟液-气共存的欠缺进行研究。拟基于对现有的几种模型进行分析的基础上，改进并提出更加适合的模拟液-气共存的DPD模型，并验证其正确性。模拟液-气共存条件下液滴的静态和动态行为，包括被气体包围的液滴在外力和表面张力作用下的变形、振荡以及在固体壁面上的浸润、延展和运动过程等；讨论液-气-固三相动态接触线问题。研究不同的系统参数对平衡液-气比的影响。模拟MEMS器件中液-气共存复杂流体的流动行为；研究表面张力在微通道复杂流体流动中所起的重要作用，探讨表面张力驱动的微型泵工作机理；模拟由亲水-憎水性区域交替布置的表面所引导的流体在固体表面的流动等。基于MPI计算技术，探索适合DPD的并行计算方法，研究DPD并行计算效率和加速比等性能的提高。本研究将为MEMS器件的研发、可靠性分析提供液-气共存或者带自由面流体详细的介观尺度耗散粒子动力学模拟信息。