摘要：纳米流体中悬浮的纳米颗粒可以增强其导热性能已经得到广泛认可,然而纳米流体颗粒增强传热的机理目前尚不清楚.研究表明,纳米颗粒的聚集是纳米流体导热系数增大的重要机制,而且纳米颗粒聚集的形态对纳米流体的导热系数有重要影响,但是目前的导热系数模型大多是建立在Maxwell有效介质理论的“静态”和“均匀分散”假设基础上.本文用平衡分子动力学模拟Cu-Ar纳米流体,采用Green-Kubo公式计算导热系数,采用Schmidt-Ott关系式计算不同聚集形态下的分形维数.对比导热系数与分形维数可以发现:在相同体积分数下,较低的分形维数会有更高的导热系数,分析了分形维数与导热系数的定量关系.此外,通过径向分布函数可以看出纳米颗粒紧密聚集与松散聚集的差异,基液分子在纳米颗粒附近的纳米薄层中处于动态平衡状态.研究结果有助于理解纳米颗粒聚集形态对导热系数的影响机理.

关键词：纳米流体 聚集形态 分形维数 导热系数 

单位：杭州电子科技大学机械工程学院; 杭州310018