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J-GLOBAL ID：201502216117795538   整理番号：15A1339019

水のナノ液滴濡れ動力学に対する自由表面蒸発の効果:分子動力学的検討

Effects of Free Surface Evaporation on Water Nanodroplet Wetting Kinetics: A Molecular Dynamics Study

著者 (3件)： LU Gui (Tsinghua Univ., Beijing, CHN) ,  DUAN Yuan-Yuan (Tsinghua Univ., Beijing, CHN) ,  WANG Xiao-Dong (North China Electric Power Univ., Beijing, CHN)
資料名： Journal of Heat Transfer  (Journal of Heat Transfer)
巻： 137  号： 9  ページ： 091001.1-091001.6  発行年： 2015年09月 
JST資料番号： C0658A  ISSN： 0022-1481  CODEN： JHTRAO  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 加熱した金の基板上のナノ水滴の動的濡れ特性と蒸発について分子動力学シミュレーションで検討した。円筒形水滴(直径10nm,高さ1.6nm,4500水分子)と金の基板(100面/60×1.6×1.6nm³,9600金原子)のモデル,および水-水分子間のTIP3P相互作用モデル,金-金原子間の埋め込み原子法,水分子-金原子間の12-6Lennard-Jonesポテンシャル,一定原子数/一定体積/一定温度のNVTアンサンブルのLAMMPS水滴拡大モデル等を用いた。基板温度(300,333,363k)とナノ水滴の初期温度(同)の組合せの計5ケースを検討した。モデル検証の後,1)基板温度の影響(ナノ水滴の拡大と蒸発の瞬時画像,動的濡れ半径の時間的変化等)を図示し,ナノ水滴の表面張力について実験値より数%小さい値を得た。2)ナノ水滴の拡大-蒸発における接触線近傍の分子群の移動の微視的画像等を図示した。3)ナノ水滴の初期温度条件による動的濡れ半径および水滴温度の時間的変化の違いを示した。4)基板の濡れ性(0.027~0.081eV)による動的濡れの挙動の違いを図示した。考察の結果,1)基板温度の上昇によるナノ水滴-蒸気間の表面張力の低下が接触線の移動に大きく影響すること,2)接触線近傍の水分子の吸着-脱離の周波数および強度と共に,濡れ動力学に対する蒸発の効果が促進されること,3)加熱現象が速いためナノ水滴の初期温度は接触線の移動には殆ど影響しない一方,基板の濡れ性は特に限界蒸発条件における水滴の拡大に影響が大きい等の知見を得た。

シソーラス用語： ナノ構造 ,  *液滴 ,  *濡れ ,  *動力学 ,  *蒸発 ,  *自由表面 ,  計算機シミュレーション ,  加熱 ,  水滴 ,  分子間相互作用 ,  Lennard-Jonesポテンシャル ,  温度 ,  界面張力 ,  吸着 ,  脱着
準シソーラス用語： *ナノ液滴 ,  接触線 ,  *分子動力学シミュレーション

分類 (2件)： 膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U) ,  相変化を伴う熱伝達  (PA02040V)

タイトルに関連する用語 (7件)： 水 ,  ナノ液滴 ,  濡れ ,  動力学 ,  自由表面 ,  蒸発 ,  分子動力学