Les refroidisseurs tubulaires sont largement utilisés dans la société actuelle, mais il manque des études sur les mécanismes microscopiques du flux gazeux à l'intérieur des tubes. Cet article utilise la méthode de simulation par dynamique moléculaire pour établir un modèle de canal, puis réalise le remplissage et la décharge de gaz dans le canal pour simuler la compression et l'expansion du tube, afin d'étudier les variations temporelles de la pression axiale, de la densité, de la vitesse et de la température du gaz. Les résultats montrent qu'au fil du processus, les gradients de pression et de densité axiaux du gaz diminuent progressivement jusqu'à l'équilibre, mais une légère inversion de gradient apparaît. Lors des processus d'expansion et de compression à 64 ps, une vitesse maximale apparaît près de la sortie du canal, atteignant respectivement 775 m/s et 864 m/s, et avec la progression de la réaction, le point de vitesse maximale se déplace progressivement vers la zone de basse pression. La phase des ondes de pression et de vitesse varie selon la position dans le canal. Pendant la compression, la température près de l'extrémité fermée du canal est élevée, pouvant atteindre 500 K, tandis qu'elle est plus basse loin de cette extrémité, pouvant descendre jusqu'à 223 K ; le phénomène inverse se produit lors de l'expansion ; lors de la superposition du champ de température d'un cycle, la moyenne intégrée dans le temps est de 375 K à l'extrémité chaude et de 244 K à l'extrémité froide, favorisant ainsi le transfert de chaleur de l'extrémité chaude vers l'environnement et le refroidissement de l'extrémité froide.

simulation par dynamique moléculaire; refroidisseur tubulaire cryogénique; propriétés thermodynamiques; phase