(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211286763.8 (22)申请日 2022.10.20 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 陈诚　刘显茜　 (74)专利代理 机构 昆明明润知识产权代理事务 所(普通合伙) 53215 专利代理师 马海红 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 预测水铜纳米颗粒流体流动参数及纳米颗 粒运动状态的方法 (57)摘要 本发明涉及一种预测水铜纳米颗粒流体流 动参数及纳米颗粒运动状态的方法， 属于分子模 拟技术领域。 包括建立模型、 定义原子、 力场平 衡、 进行能量最小化、 进行温度弛豫， 达到 热力学 平衡、 进行仿真、 数据后处理的步骤。 本发明提供 了纳米流体模拟过程 以及流道模型和纳米颗粒 的建立， 主要用于研究不同于宏观 运动的微观流 体， 分析其速度， 温度， 通道内的密度的分布， 分 析其滑移以及纳米颗粒不同时间的运动状态纳 米颗粒的聚集时间， 从而给实验提供参 考。 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 CN 115496013 A 2022.12.20 CN 115496013 A 1.一种预测水铜纳米颗粒流体流动参数及纳米颗粒运动状态的方法， 其特征在于： 包 括如下步骤： 1)建立模型： 在分子动力学 软件lammps中设定模型建立所需要的参数： 建立模型 上下流道壁 面； 划分流道区域； 设置铜纳米颗粒的位置； 2)定义原子， 即填充步骤1)中流道区域相对应的原子数： 填充原子， 设定相应的摩尔质量； 3)力场平衡， 模拟现实中的真实力： 设定不同力场参数， 实现亲 水和疏水壁面； 4)进行能量 最小化： 达到体系平衡， 模拟准备； 5)进行温度弛豫， 达 到热力学平衡： 把温度设置为3 00k， 达到常温； 6)进行仿真： 设定力大小， 使流体流动到一个稳定的流速； 设定时间步长； 对模型进行分层， 采集数据并输出数据， 采集的数据包括温度、 速度、 密度以及纳米颗 粒的运动参数； 7)数据后处 理： 对步骤6)输出的数据， 通过origin软件对达到稳定流速的流体进行速度、 密度、 温度、 滑移长度数据图的描绘， 通过ovit o软件进行分子可视化运动处理， 包括纳米流体中纳米颗 粒的不同时间运动状态和团聚时间。 2.根据权利要求1所述的预测水铜纳米颗粒流体流动参数及纳米颗粒运动状态的方 法， 其特征在于： 所述的步骤1)中， 将上下限制流体流动的壁面 实现圆形， 正方形， 三角形的 建模实现不同形状的粗糙壁面， 采用分块命令划分所需要的流道 区域， 铜纳米颗粒根据圆 心和半径确定其 位置。 3.根据权利要求1所述的预测水铜纳米颗粒流体流动参数及纳米颗粒运动状态的方 法， 其特征在于： 所述的步骤3)中， 通过改变势函数， 从而模拟不同亲水性和疏水性壁面对 流体的影响。 4.根据权利要求1所述的预测水铜纳米颗粒流体流动参数及纳米颗粒运动状态的方 法， 其特征在于： 所述的步骤6)中， 根据模型的大小， 从而改变施加力的大小。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115496013 A 2预测水铜纳米颗粒流体流动参数及纳米颗粒运动状态的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种预测水铜纳 米颗粒流体流动参数及纳米颗粒运动状态的方法， 属 于分子模拟技 术领域。 背景技术 [0002]纳米流体是通过基液以及纳米颗粒混合制 备而成， 作为新兴的纳米材料， 优秀的 传热以及输送 能力， 有必须要深入研究。 传统的宏观运动模型已经无法准确的预测 微观流 体的运动模型。 在制备纳米流体中， 经常会加入试剂来阻止纳米颗粒团聚， 然而在制备以及 应用前难以预测制备到实现使用的预期效果以及纳米流体投入使用后外部各种复杂的情 况对纳米流体产生的各种影响。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供一种预测水铜纳米颗粒流体流动参数及纳米颗粒运动状 态的方法， 利用非平衡分子动力学模拟纳米流体流动达到稳定测试速度、 密度、 温度、 滑移 长度， 以及纳米颗粒不同时间的运动状态以及颗粒聚集的时间， 用于研究水和铜纳米颗粒 在铜壁流道内的运动规 律， 给宏观实验无法实现的环境 提供运动参 考。 [0004]本发明采用的技术方案是： 一种预测水铜纳 米颗粒流体流动参数及纳 米颗粒运动 状态的方法， 包括如下步骤： [0005]1)建立模型： 在分子动力学 软件lammps中设定模型建立所需要的参数： [0006]建立模型 上下流道壁 面； [0007]划分流道区域； [0008]设置铜纳米颗粒的位置； [0009]2)定义原子， 即填充步骤1)中流道区域相对应的原子数： [0010]填充原子， 设定相应的摩尔质量； [0011]3)力场平衡， 模拟现实中的真实力： [0012]设定不同力场参数， 实现亲 水和疏水壁面； [0013]4)进行能量 最小化： [0014]达到体系平衡， 模拟准备； [0015]5)进行温度弛豫， 达 到热力学平衡： [0016]把温度设置为3 00k， 达到常温； [0017]6)进行仿真： [0018]设定力大小， 使流体流动到一个稳定的流速； [0019]设定时间步长； [0020]对模型进行分层， 采集数据并输出数据， 采集的数据包括温度、 速度、 密度以及纳 米颗粒的运动参数； [0021]7)数据后处 理：说　明　书 1/3 页 3 CN 115496013 A 3