纳米结构正弦混合润湿表面上液体凝结的分子动力学研究

尽管真实表面在纳米尺度上展现出复杂的拓扑结构，但在纳米尺度传热研究中，粗糙表面的考量常被忽视。叠加的正弦函数能有效地对这些表面的复杂性进行建模。本研究利用分子动力学模拟，研究了正弦粗糙度对液氩在具有 84% 亲水含量的功能梯度润湿（FGW）表面上凝结的影响。氩原子被限制在两个铂基底之间：加热至 130K 的平坦下基底和 90K 的粗糙上基底。分析了纳米凝结过程的关键指标，如成核、表面热通量和每个原子的总能量。粗糙表面显著增强成核，与光滑表面相比使团簇数量几乎翻倍，并实现了更扩展的原子密度分布，峰值约为，以及改善的热通量。更强的原子-表面相互作用也导致更高效的能量耗散。这些发现强调了表面粗糙度在优化凝结和传热中的重要性，提供了对表面纹理更准确的表征，并为设计实现优异传热性能的表面奠定了基础。