物理学

　　一封专属导师推荐信

　　一封完整的科研报告

　　一次完整的科研经历

　　【物理学】

　　微纳米流体传热与传质的分子动力学模拟

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　　项目介绍

　　正式科研：1v1线上定制辅导

　　项目收获：科研报告、导师推荐信

　　科研补充包：48课时科研基础课+15课时学术写作基础课

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　　涉及领域

　　本课题涉及到流体力学 | 表面物理 | 表面化学 | 化学工程 | 材料学等方面的知识，适合申请工程物理学 | 热力学 | 流体力学 | 化学 | 化学工程 | 物理学等相关专业的学生

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　　适合人群

　　有意提高自身知识水平及学术能力的学生

　　有意掌握最前沿科研热点及科研方法的学生

　　有留学意向、跨专业深造的学生

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　　研究前沿性

　　微纳米流体具有不同于宏观流体的特殊物性，在传热传质方面表现出独特的优势。Feynman曾在“There’s plenty of room at the bottom”一文中阐述在微小化的物质领域存在大量有价值的课题等待我们探索。随着物质尺寸的微小化，物质的表面积与体积之比迅速增大，表界面的重要性逐渐凸显出来，由此带来一系列崭新的特性。随着半导体器件的发展，散热和微流控受到广泛关注，微纳米流体薄液膜的存在对于微纳系统的传热具有重要影响，可以为解决微纳器件中的传热传质问题提供重要指导。

　　石油化工领域中，石油驱替和3D打印等过程中均涉及到微纳米流体的稳定均匀铺展问题。材料领域中，材料表面的浸润性研究对于超疏水材料的研制具有重要价值，对微纳米流场的控制可以为大规模高质量纳米材料制备提供解决方案。

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　　研究介绍

　　当液滴与固体表面接触时，固体表面的润湿部分由接触线界定。此时，接触线是气-液-固三相界面汇合的极限区域，包含了多界面(液-气界面、液-固界面和固-气界面)的共同影响。我们把气-液-固三相界面处的接触线称为三相接触线。三相接触线在自然现象中普遍存在，例如雨后荷叶上的雨滴，运动中皮肤上的汗水等等。当然，它也是众多生产应用中的核心部分。

　　本课题采用分子动力学模拟的方法围绕接触线区域微纳米流体的传热传质进行研究。随着现代科研手段的进步，分子尺度的模拟计算在探索微纳米领域得到空前发展。分子模拟能够对微观尺度物理现象进行直接表征，揭示特殊现象的本质。

　　通过本项目的学习和锻炼，学生可以掌握微纳米领域流体物理的关键科学问题和研究进展，掌握分子动力学模拟方法，了解最新的探索微观物理世界的实验手段，为未来进一步探索微观物理领域打下良好的基础。

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　　课题要点

　　课题研究方法

　　理论研究、计算机模拟

　　课题难点

　　学生需要具备一定的数学能力和仿真模拟软件的使用能力

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　　1v1定制化辅导参考任务

　　任务一

　　掌握查阅文献和研究方法

　　掌握查阅文献和面向文献学习的方法;

　　掌握文献管理的方法;

　　通过查阅文献，学习该方向的研究热点和方向;

　　掌握快速提炼文献重要信息的方法。

　　任务二

　　掌握所要研究基本科学问题相关的专业术语

　　通过文献调研对所要解决的科学问题的研究现状进行总结，尤其要掌握所涉及的专业术语的本质，做到对相关领域有一个进一步地认识。

　　任务三

　　学习相关分子模拟的方法

　　通过课程学习掌握分子模拟的方法和流程，能够熟练独立进行案例分析。

　　任务四

　　对相关科学问题进行模拟计算

　　通过具体的操作对科学问题进行模拟计算。

　　任务五

　　对模拟数据进行分析总结

　　通过数据后处理进行分析，将结果进行总结讨论。

　　任务六

　　项目收尾

　　撰写整体报告;

　　准备一次20~30分钟的presentation。

　　(以上任务仅供参考，实际辅导根据定制化要求展开)