自由分子区内Janus颗粒的自泳力计算

【作者】 张克学； 李云云； Fabio Marchesoni； 王军； 夏国栋；

【机构】 北京工业大学能源与动力工程学院； 同济大学物理科学与工程学院声子与热能科学中心；

【摘要】 构建了两个半球具有不同表面动量适应系数的Janus颗粒,基于气体动理论得到了Janus颗粒在自由分子区内所受自泳力的计算式,并通过直接蒙特卡罗模拟方法验证了理论计算结果。理论计算结果表明,颗粒温度高于气体温度时,Janus颗粒所受自泳力推动颗粒从动量适应系数高的一侧向动量适应系数低的一侧运动;颗粒温度低于气体温度时,自泳力推动颗粒从动量适应系数低的一侧向动量适应系数高的一侧运动;自泳力的大小与两个半球的表面动量适应系数之差成正比;当两个半球动量适应系数差为零或颗粒温度等于气体温度时,自泳力为零。直接蒙特卡罗模拟结果表明,模拟结果与理论计算结果与一致,从而验证了本文得到的理论计算式。更多还原