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  • 简介:采用经典的分子动力方法研究室温下机械应变对单层黑磷纳米带在不同方向上热导率的影响.结果表明,机械应变通过改变声子态密度和平均自由程从而影响纳米带热导率.施加在扶手椅型方向上的应变使得声子态密度的峰值略微降低,而平均自由程显著增加,导致纳米带的热导率在应变的作用下显著提高.在锯齿型方向上,应变作用使得态密度峰值增强而自由程却略微下降,导致纳米带热导率增加相对缓慢.该发现不仅探究了机械应变与热导率之间的关系,同时也提供了一种能够可靠地估计黑磷声子平均自由程的方法.

  • 标签: 分子动力学 单层黑磷 应变 热导率 声子态密度 平均自由程
  • 简介:摘要:基于分子动力模拟构建在锆合金表面的NiCr合金涂层在微观模型,用Atomsk建立原子模型,lammps构建Ni70Cr30模型;为模拟涂层材料在激光微熔下的变化,设定在周期性边界条件下,分子动力模型采用NVT系综进行计算;为保证此多晶模型的有效性,采用EAM势函数,对激光微熔的升温融化和冷却结晶过程进行建模。

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  • 简介:采用经典分子动力模拟方法,研究了金刚石针尖的原子力显微镜(AFM)在提取和放置铁(Fe)晶体体心原子(次表层)的主要过程。分析了所建模型的局限性,提出了使用扫描隧道显微镜(STM)可以实现原子的双向操纵并采用更加精确的从头计算分子动力方法模拟STM操纵原子的主要机理,同时指出了尚需解决的问题。

  • 标签: 分子动力学模拟 原子级存储 扫瞄隧道显微镜 原子力显微镜 原子操纵
  • 简介:在对木聚糖来源及其结构进行分类比较的基础上,采用分子动力模拟方法及MaterialsStudio4.0软件对蔗渣木聚糖及木糖单元等进行微观模拟计算.通过原子净电荷、电子密度和Fukui函数分析等分析方法,对蔗渣木聚糖的木糖单元进行结构优化,得到了蔗渣木聚糖的木糖单元优化构型的键长、键角和电荷密度.木糖单元原子的Hirshfeld净电荷与Fukui函数分析数据表明,木糖单元的活性中心主要在C(3)上的羟基位置,且羟基氧原子易受亲电试剂的攻击,羟基氢原子易受亲核试剂的攻击.对蔗渣木聚糖单分子链及无定形结构进行模拟,得到了蔗渣木聚糖的微观结构模型,显示蔗渣木聚糖分子具有链状结构,大致呈螺旋状.获得了蔗渣木聚糖的最优化无定形结构,并通过计算得到了其最优化无定形结构的X射线衍射图谱.研究结果为系统探讨蔗渣木聚糖及其衍生物的结构与性能关系奠定了基础.

  • 标签: 蔗渣木聚糖 分子动力学模拟 微观结构模型 无定形结构
  • 简介:运用分子动力方法对高分子稀溶液进行了模拟,分析了链长、溶液密度对高分子链构象参数和动态特性的影响。模拟结果表明:高分子链的构象参数随溶液密度的增大而减小,随着链长的增加逐渐增大,但增大的倍数逐渐减小;链长的增加和溶液密度的增大限制了高分子链的随机运动能力,但当链长增加到一定程度后,链长对随机运动能力的影响逐渐减弱;高分子链的松弛时间随着链长的增加和溶液密度的增大而增大。

  • 标签: 分子动力学 高分子链 构象参数 动态特性
  • 简介:核酸穿过核膜或细胞膜等穿孔行为,是重要的生命活动之一.为进一步了解核酸穿孔过程,建立DNA粗粒化模型,运用分子动力方法模拟DNA穿孔行为.结果表明,孔长越长,孔内拉力越大,DNA链在孔外等待的时间越短,穿过孔所需的时间越短;但其中各因素的单独影响作用都比较有限;孔右侧力场对穿孔时间影响显著,一定条件下对穿孔过程起决定性作用.

  • 标签: 分子动力学 DNA 穿孔行为 粗粒化模型
  • 简介:为了研究甲烷在纳米尺度狭缝中的吸附特性,采用分子动力模拟的方法研究了温度、压力以及狭缝表面的水滴对甲烷吸附情况的影响。研究表明:降低温度和增大压力均能使吸附相的密度增大、吸附层的层数增加、吸附区扩大;升高压力将使吸附作用减弱,温度较低时,升高温度将使吸附作用增强,温度较高时,升高温度将使吸附强度减弱;狭缝表面存在水滴时,狭缝对甲烷的吸附作用被明显削弱。

  • 标签: 页岩气 分子动力学模拟 吸附特性 体系压力
  • 简介:摘要: 对氩流体气液界面进行了分子动力模拟,分别统计计算了系统平衡态的密度分布、温度分布及界面张力。温度越高,液相密度越小,气相密度越大,气液界面的厚度越大。模拟得到的界面张力,与实验数据吻合,其最大偏差为2.87%,均随温度的升高而减小。同时,获得了不同温度条件下的气液界面分形图像,均为三维空间中不断涨落的面,分形维数介于2和3之间,随着温度的升高,其涨落的幅度增加,对三维空间的充满度增大,分形维数也越大。

  • 标签: 气液界面 分形 分子动力学 模拟 系统
  • 简介:摘要本文使用分子动力模拟方法,构建出了碳化硅晶体的生长模型,模拟研究了碳浓度、生长晶面以及生长温度对碳化硅晶体生长的影响。

  • 标签: 碳化硅 模拟 晶体生长
  • 简介:利用分子动力方法对铜-氩纳米流体和基础流体在不同剪切速度下的纳米尺度的Couette流进行模拟计算。结果表明:在纳米尺度通道内,纳米流体流动过程中颗粒存在旋转运动和平移运动,从而加强湍流效果,强化传热并影响整个流动区域内的流动速度分布,造成纳米流体速度呈非线性分布。壁面和纳米颗粒表面都会形成一层排布更为规则的液体原子吸附层,吸附层内液体分子在流体流动过程中一直伴随着壁面和纳米颗粒进行运动,且吸附层具有"类固"特性,可以增强纳米流体的传热能力。

  • 标签: 纳米通道 纳米流体 流动特性 分子动力学
  • 简介:分子动力技术在冲击诱导爆轰领域的应用正在为爆轰相关的物理化学过程带来新的理解。反应力场(ReaxFF)、反应经验键级(REBO)以及反应态加和(RSS)势函数作为从分子层面上揭示冲击起爆内在机制的强有力模型工具,已用在冲击诱导分解研究中观察到初始分子结构的取向相对冲击波传播方向的不同而会呈现不同的响应,受冲击的分子在平动和转动之间转换的同时传递能量。对非均质含能材料冲击起爆的分子模拟则多集中在空洞塌陷和非均质界面的热点成长等问题上。另外,用分子动力技术对凝聚相爆轰的稳定性进行研究,论证了活化能和爆轰稳定性的关系,并得到二维拱顶石结构和三维湍流图像。就冲击诱导分解、热点机制以及爆轰稳定性在微观层面上的研究加以综述,并试图为理解冲击起爆现象提供补充和思考。

  • 标签: 爆轰 势函数 分子动力学
  • 简介:采用分子动力方法对Mg7Zn3合金快速凝固过程进行计算机模拟,研究玻璃转变过程局域结构与动力之间的关联。结果表明:以Mg原子为中心的FK多面体和以Zn原子为中心的二十面体局域结构,对Mg7Zn3金属玻璃的形成起关键性作用。Mg(Zn)原子的扩散系数在熔点附近开始偏离Arrhenius关系,而满足幂指数规律。根据均方位移、非相干中间散射函数和非Gauss函数等时间相关函数,发现:随着温度的降低,β驰豫越来越显著,α弛豫时间以VFT指数规律迅速增加;而且半径较小的Zn原子比Mg原子呈现较快的弛豫动力行为。另外,部分短程有序局域原子结构具有较慢的动力行为,对β驰豫中笼子效应起主导作用;并随着其数目的大量出现,体系扩散系数开始偏离Arrhenius关系,玻璃形成过程微观结构转变温度TgStr与动力转变温度Tc非常接近。

  • 标签: Mg7Zn3合金 玻璃转变 动力学 结构弛豫 分子动力学模拟
  • 简介:应用拉曼光谱研究了硫酸盐制浆过程的脱木素反应动力。鉴于木素在拉曼光谱中的分子特征峰出现在-1600cm^-1和-1657cm^-1位置,而这两个峰的高度可代表浆中木素的残余量。据此,脱木素动力的参数。比如反应速率常数K和反应活化能Ea可以被得出。对一个等温连续硫酸盐制浆过程的研究发现,常规分析脱木素反应只有一段,但用分子理论研究则分成两段,第一段的反应速率常数K和反应活化能Ea都大于第二段。数据还显示,木素的苯环结构(-1600cm^-1)解聚或碎裂的速率在两个脱木素阶段都较快,而木素支链结构上的碎裂(-1657cm^-1)在第一阶段似乎与苯环结构碎裂相等,但在第二阶段明显减慢了约55%。这说明脱木素反应的主要特征是木素苯环结构的解聚或碎裂。由于化学方法得出的脱木素反应速度常数和活化能都在拉曼光谱得出的动力参数范围内,这说明了两种方法的吻合,同时也证明了拉曼光谱方法即可以包含常规方法的数据又可以揭示脱木素反应的分子信息。

  • 标签: 脱木素反应 分子动力学 估算 拉曼光谱 造纸 纸浆
  • 简介:采用非平衡分子动力(NEMD)方法模拟了立构规整的乙丙交替共聚物(alterna—tingisotacticPEP)和聚乙烯(PE)分子链的热传导过程,研究了支链对高分子链导热率的影响,并通过分析均方回转半径、径向分布函数以及均方位移与导热率的关系,进一步探讨了高分子链中热输运的微观机理.通过比较发现,主链上含支链的高分子链导热率较低;均方回转半径显示,高分子链的构象越稳定,导热率越高;径向分布函数显示,主链上碳原子分布越紧密,导热率越低;均方位移分析结果表明,主链上的支链使高分子链中的原子运动加剧,从而导致导热率降低.

  • 标签: 高分子链 支链 非平衡分子动力学 导热率 原子运动
  • 简介:纳米孔隙内气体流动的理论预测对气体微流控器件的设计和制造具有重要的理论指导作用,文章采用分子动力方法研究了氮气、氧气和二氧化碳混合气体在平行壁纳米孔隙内的剪切流动特性和边界滑移特性.研究结果表明:随着加入二氧化碳比例的不断增加,混合气体滑移速度不断增大,并且当二氧化碳的比例低于20%时,混合气体流动速度沿孔隙宽度方向呈线性分布;而当比例达到40%后,其速度轮廓将呈现非线性趋势.当二氧化碳所占比例为20%时,随着孔隙宽度的增加,混合气体的整体边界滑移随之减小.探究了混合气体密度和气-固耦合强度对混合气体流动及边界滑移的影响机理.发现随着混合气体密度的减小,气流边界滑移增大;随着气-固界面耦合强度的增强,边界气体分子易被吸附而出现黏滑运动,气体分子在边界处的积聚现象增强,剪切应变率增大,边界滑移减小.

  • 标签: COUETTE流 混合气体 纳米孔隙 边界滑移 分子动力学
  • 简介:摘要:对于沥青再生技术而言,再生中新旧沥青的混溶过程是一个关键问题,其直接影响着合适的新沥青胶结料等级及其用量的确定,并对保障沥青再生效果及沥青路面的路用性能具有重要意义。为此本文采用分子动力方法,从分子尺度构建新旧沥青混溶模型,在微观模拟新旧沥青混溶过程的同时,计算分析再生沥青的宏观物理性能。

  • 标签: 再生沥青 分子动力学 新旧沥青混溶 再生剂
  • 简介:摘要:泥石流是一种高速、高威力的山地地质灾害,给人们的生命安全和财产带来巨大的威胁。因此,对泥石流的过程模拟动力机制研究具有重要意义。通过对泥石流形成机制、流动过程和行为规律的深入探究,可以提供科学依据和技术支持,为泥石流的防治提供有效的参考。笔者旨在介绍泥石流过程模拟动力机制研究的进展。

  • 标签: 泥石流 过程模拟 动力学 机制研究
  • 简介:扩散系数在化工设计和研究中是不可缺少的传递特性.但其数据却相对缺乏,因此需要寻找一种方法来预测这个特性就显得十分重要.利用分子动力方法模拟了简单流体的自扩散系数.模拟分别采用Green-Kubo法(VACF:velocityautocorrelationfunction)和Einstein法(MSD:meansquaredisplacement).模拟结果与实验数据吻合较好,误差在10%左右.两种方法的平均值与实验结果误差在7%左右.同时还模拟了流体自扩散系数随温度的变化关系.结果表明,自扩散系数与温度满足Arrenhius关系,数据相关性在0.99以上,计算得到的自扩散激活能分别为1258J/mol(VACF)、1272J/mol(MSD)和平均值1265J/mol.

  • 标签: L-J流体 分子动力学 自扩散系数 数值模拟 激活能