Трубчатые холодильные машины широко применяются в современном обществе, однако в настоящее время отсутствует исследование микромеханизма термодинамических процессов движения газа внутри трубок. В данной работе использован метод молекулярно-динамического моделирования для создания модели канала, а также проведения процессов нагнетания и сброса газа внутри канала, имитирующих сжатие и расширение трубки, что позволило исследовать изменение осевого давления, плотности, скорости и температуры газа со временем. Результаты показывают, что по мере процесса градиенты осевого давления и плотности газа постепенно уменьшаются до достижения равновесия, однако появляется небольшой обратный градиент. В процессах расширения и сжатия при 64 пс у выхода канала наблюдаются максимальные скорости, составляющие 775 м/с и 864 м/с соответственно, и с развитием реакции точка максимальной скорости постепенно смещается в сторону с более низким давлением. Фаза волн давления и скорости в различных точках канала изменяется в зависимости от положения. При сжатии температура вблизи закрытого конца канала высокая — до 500 К, далеко от закрытого конца температура ниже, до 223 К, при расширении — наоборот; при наложении температурного поля одного цикла временное интегральное среднее значение на горячем конце составляет 375 К, а на холодном — 244 К, что способствует отводу тепла от горячего конца и охлаждению холодного конца.

молекулярно-динамическое моделирование; низкотемпературный трубчатый охладитель; термодинамические свойства; фаза