[00139515]考虑热扰动效应的微纳颗粒动力学行为的数值模拟研究

微纳米尺度颗粒之间相互作用力的运动规律在流体力学、胶体力学、微纳米观测和加工技术、生物医学和大气污染与防治和水处理工程等领域都有重要的应用。然而,人们并不完全理解这些相互作用及规律,尤其鲜有涉及在自然环境下微纳颗粒在热扰动作用下的相互作用微观力规律,后者成为研究微纳颗粒动力学的关键内容之一。 我们建立颗粒在空气中的运动方程,研究在带有热扰动影响的真实环境（湿度、温度、风速等条件）中的微纳颗粒间（例如不同特性、不同形状、不同间距等复杂情况下）相互作用力变化规律,用显微镜技术测量颗粒微观相互作用力验证方程的正确性,建立正确的室内悬浮细颗粒物微观动力学模型。聚焦在微纳颗粒间相互作用力中的热扰动效应的影响,对于深入认识显微镜操纵技术、医学纳米颗粒与细胞、废水颗粒物的絮凝以及理解雾霾细粒子的形成和沉降控制的物理机制等具有重要理论意义。 主要开展了4个研究工作： ①沉降于地面上的细颗粒受到碰撞之后的运动规律 ②热扰动产生的随机力对细颗粒上升运动的影响 ③空心柱体物体与平板间的液桥断裂研究 ④微量液滴在柱状纤维间的形貌研究 创新之处:（1）在郎之万方程的基础上建立了一种布朗运动的直接数值模拟方法,相对于涨落模型,可以节省很多计算资源。（2）能准确描述真实的环境中热扰动效应。讨论热扰动产生的噪声强度、噪声间相互关联程度和关联时间对微纳米颗粒微观力及动力学行为的影响。 成果：在项目进行期间,共发表国外SCI期刊论文5篇（第一作者/通讯作者）。 分别发表在Journal of theoretical and applied mechanics、European Journal of Physics、 Journal of Nanoparticle Research、Colloid Journal、Particuology杂志上。