流体滑移流动的连续-分子混合建模

微/纳米尺度固体通道中流体系统的实验已表明，经典流体力学所采用的无滑移假设受到了违背。为修正这一流体滑移力学，人们提出了多种方法以确定滑移边界条件。然而，这些方法对多种系统给出了相互矛盾的结果，关于流体流经固体表面时发生滑移/无滑移的机制与条件的争论长期持续。本文建立连续-分子混合建模（HCMM）作为一种通用方法，用于描述受超额流-固分子相互作用影响的流体滑移流动。该建模方法假定：流体在固体表面上有滑移或无滑移地流动，取决于施加于流体的冲量与由超额流-固分子相互作用引起的阻力之间的差异。在 HCMM 中，Navier-Stokes 方程针对超额流-固相互作用进行了修正。流-固相互作用的度量被纳入流体黏度中。我们证明，通过滑移边界条件来修正流体力学并非准确方法，因为流-固相互作用会在流体内部产生影响。为展示所提 HCMM 的有效性，将其应用于纳米管中的水流动。HCMM 通过与超过 90 个不同流体系统的实验与分子动力学模拟案例的广泛比较得到验证。我们预见，流体滑移流动的连续-分子混合建模将在流体力学中找到许多重要应用。