聚氨酯结构与径向分布的分子动力学模拟（英文）

采用分子动力学方法计算得到DHI-乙烯醇聚合体系统的结构和径向分布函数.讨论了系统结构和径向分布函数与温度和压力之间的关系.结果表明粘合系统的空间分布一般地随着温度和压力的增加而收窄,对增加聚氨酯系统的粘合性具有积极的意义.     

聚氨酯结构与径向分布的分子动力学模拟

采用分子动力学方法计算得到DHI-乙烯醇聚合体系统的结构和径向分布函数。讨论了系统结构和径向分布函数与温度和压力之间的关系。结果表明粘合系统的空间分布一般地随着温度和压力的增加而收窄,对增加聚氨酯系统的粘合性具有积极的意义。     

冷速压力对玻璃化温度和径向分布函数的作用

采用分子动力学的模拟方法计算了水在依次降温,中间充分弛豫的降温过程以及同时对直接降温到某个温度,未足够弛豫的过程的径向分布函数(radial distribution function,RDF)曲线。在依次冷却方式下,选取了5种压力以研究压力对玻璃化温度和径向分布函数的影响;在每个温度段选取了5种冷速以研究依次冷却方式下不同温度段的冷速对径向分布函数的影响。同时对两种降温方式的结果进行了比较。结果表明:降温均匀,静止的水体系玻璃化温度可以大大提高,同时冷速对其玻璃化温度影响不大;压力对玻璃化温度影响不大;证实影响玻璃化温度的主要因素是传热;不同冷速对体系的RDF有影响,但缩小温差并采取中间温度充分驰豫的方式可减小这种差异。     

CH4水合物生长速率影响因素的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟，研究了温度、压力和电解质溶液对CH4水合物生长速率的影响.通过分析势能、均方位移、氢键数量、径向分布函数和四体结构有序参数，表征了CH4水合物的生长动力学.模拟结果表明，降低温度和提高压力可以显著提高CH4水合物的生长速率.当压力恒为15MPa，温度高于290K时，势能升高，CH4水合物晶体发生分解；温度由290K降至260K时，势能降低，CH4水合物持续生长.当温度恒为275K，压力由3MPa增至50MPa时，CH4水合物生长速率提高12%.此外，电解质离子的存在抑制了水合物的生长，电解质溶液浓度由1.5wt%增加到3.5wt%时, CH4水合物生长速率降低25%.     

微孔无定形碳分子动力学建模及吸附性能研究

使用分于动力学熔融-淬火法(QMD)建立微孔无定形碳原子结构模型,采用巨正则蒙特卡洛法(GCMC)研究CO_2、N_2在模型中的吸附行为。通过与热解聚糠醇制备的微孔无定形碳样品比较,所建模型在径向分布函数、孔径分布函数、吸附等温线等方面有很高的符合度。CO_2、N_2吸附计算表明:所建立的微孔无定形碳模型,对CO_2、N_2混合组分吸附具有很高的选择性,CO_2/N_2吸附比随着温度和压力的增加逐渐降低.     

水的密度极值和相关性质的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法对NVT系综中水的密度极值问题以及分布函数和扩散系数等相关性质进行了模拟.运用极值思想,通过引入新的能量-压力关联判据和线性插值的方法,可以将水的密度极值的温度值点上移到2℃,与实验值更加接近,相对于前人用TIP4P水分子模型的模拟结果-13℃或-23℃具有较好的改进,并且避开了临界点附近统计压力值的困难.模拟获得的径向分布函数和扩散系数的值与实验基本吻合,分子间作用能分布也与文献报道的趋势一致.     

N-丁基吡啶四氟硼酸盐/水二元体系的分子动力学模拟研究

利用分子动力学模拟方法研究了离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸盐([BPy]BF₄)与Tip4p模型水分子的二元体系的微观结构.比较了各组分间的径向分布函数，结果表明随着离子液体比例的增加，水与阴离子、水与阳离子头部吡啶环、阳离子头部与阴离子上相关原子间的径向分布函数峰值都呈现递增的趋势，而阳离子上丁基链末端碳原子间的径向分布函数没有明显变化；空间分布函数则直观地反映出阴离子主要分布在阳离子的吡啶环周围，水分子在阴离子周围近似呈均等分布，且几率随离子液体比例增大而增加；另外还探讨了不同离子液体比例下的二元体系中氢键的数目和寿命，结果均呈现一定规律的变化.     

13.56 MHz/2 MHz柱状感性耦合等离子体参数的对比研究

通过Langmuir双探针和发射光谱诊断方法,对比研究了驱动频率为13.56 MHz和2 MHz柱状感性耦合等离子体中电子密度和电子温度的径向分布规律.结果表明:在高频和低频放电中,输入功率的增加对等离子体参数产生了不同的影响,高频放电中主要提升了电子密度,低频放电中则主要提升了电子温度.固定气压为10 Pa,分别由高频和低频驱动时,电子密度的径向分布均为"凸型".而电子温度的分布差异比较明显,高频驱动时,电子温度在腔室中心较为平坦,在边缘略有上升;低频驱动时,电子温度随径向距离的增加而逐渐下降.为了进一步分析造成这种差异的原因,在相同放电条件下采集了氩等离子体的发射光谱图,利用分支比法计算了亚稳态粒子的数密度,发现电子温度的径向分布始终与亚稳态粒子的径向分布相反.继续升高气压到100 Pa,发现不论高频还是低频放电,电子密度的径向分布均从"凸型"转变为"马鞍形",较低气压时电子密度的均匀性有了一定的提升,但低频的均匀性更好.     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明: 有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的; 有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明:有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的;有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

超临界Lennard-Jones流体结构特性分子动力学研究

研究超临界流体在不同压力和温度的结构特征有助于深刻理解并有效利用超临界流体.本文采用分子动力学方法模拟超临界压力、拟临界温度附近流体的结构及密度波动曲线的排列熵,分析状态参数变化的影响.结果表明,定压下,径向分布函数随温度升高,第一峰值位置逐渐向右移动,但右移幅度随着压力偏离临界点距离的增大而减弱,近临界压力时,出现峰值最高点的工况和等温压缩系数的极值点位置一致,压力增大,该现象消失.低压力拟临界点时易出现面积大、相对集中且分布稳定的高/低密度区,无明显嵌套现象.静态结构因子存在一定发散行为,发散的最大值和等温压缩系数极值点所处工况符合.低压力时密度时间序列的波动幅度最大,类周期现象较明显.在分子间势能、等温压缩系数和热运动效应的共同作用下,当压力(P)为1.1倍的临界压力(Pc)时,排列熵在0.99倍的拟临界温度(Tpc)达到最小值,P = 1.3Pc和1.5Pc时,最小排列熵与等温压缩系数的最大值工况点保持一致,压力继续增大,各模拟工况密度和排列熵的波动减弱,流体均匀性增强.     

Molecular dynamic study of the melting temperature in MgF2 with the fluorite structure

The melting temperature of MgF₂ with cubic fluorite structure has been calculated by the constant temperature and pressure molecular dynamics (MD) simulation using the well-tested effective pair-wise potentials, which consist of the Coulomb, dispersion, and repulsion interaction by varying temperature from 300 to 2500 K. It is found that the potential parameters for MgF₂ derived from ab initio periodic Hartree-Fock calculations are very successful in reproducing accurately the DFT-GGA combined with quasi-harmonic Debye model calculated volumes of the cubic fluorite-type MgF₂ over a wide range of temperature at room pressure. Our simulated melting temperature of cubic fluorite-type MgF₂ is very close to the actual melting temperature 1539 K. Meanwhile, the radial distribution functions of Mg-Mg, F-F, and Mg-F ion pairs near the melting temperature are investigated from the isobaric and isothermal ensemble.     

Molecular dynamics simulation of ice nanocluster in supercooled water

The properties of the interface between an ice nanocluster and the surrounding water shell were investigated by the molecular simulation method for the SPC/E model in the temperature interval from 200 to 230?K. The melting point of the ice core was determined on the basis of the caloric curve and the behaviour of the diffusion coefficient. The change of the local structure was described by the orientational distribution functions and by the radial profiles of the local density, energy, and normal pressure.     

Molecular Dynamics Study on Microstructure of Potassium Dihydrogen Phosphates Solution

用分子动力学模拟方法研究了不同温度下磷酸二氢钾(KDP)水溶液的内能和微结构. 水分子被看作简单点电荷模型,磷酸二氢根被看作七节点模型. 另外系统地研究了溶液的内能和径向分布函数. 在饱和温度附近,局域粒子数密度有很大的波动;饱和溶液的比热要比不饱和溶液的比热高表明溶液在低于饱和温度的过程中经历了结晶过程;水中的氧原子跟磷酸二氢根中的氢原子的径向分布函数表明二者之间形成很强的氢键结构;在KDP水溶液中,钾阳离子跟磷酸二氢根中的氧原子有很强的相互作用,并且在饱和溶液中形成的离子对数量更多.     

低温下Au959团簇负载于MgO(100)表面后结构变化的分子动力学研究

采用基于Chen-Mbius反演方法,从金属/金属氧化物界面第一性原理计算的粘结能结果中推导出的Au/MgO原子间相互作用势的正则系综(NVT)分子动力学,模拟了在10 K条件下,Au959团簇负载于MgO(100)表面后团簇结构的变化.根据原子对分析技术和对分布函数的分析表明,由于团簇界面处原子间距与载体原子间距相匹配,置于载体上的Au团簇经过一个变形过程后,较其孤立自由表面时的团簇体积变大.     

热激励下碳纳米管与水混合体系传质传热的分子动力学模拟

爆发沸腾换热和纳米流体传热具有很重要的理论和实用意义.但由于爆发沸腾传热过程中,液体内部空间温度梯度大,相变速度快,表现出一定的特殊性,纳米流体传热对其传热过程机理的研究,往往需要在实验条件难以实现的空间和时间极限下,充分研究液相和气相内部的温度、压力和运动状态及其空间分布.采用分子动力学的方法,通过对比研究纯水和碳纳米管/水混合体系爆发沸腾过程,对两种体系密度分布、温度场和应力场研究和对比分析,揭示碳纳米管/水混合体系的强化换热机理,探究碳纳米管对混合体系爆发沸腾换热和纳米流体传热的促进作用.     

磷酸二氢铵水溶液构型能和径向分布函数的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟对不同温度下磷酸二氢铵水溶液的构型能和径向分布函数进行了研究．磷酸二氢根被看作七节点模型,铵离子被看作五节点模型,而水分子则被看作简单点电荷模型．在饱和温度 附近,体系局域粒子数密度有波动．373?400 K的溶液势能增长缓慢表明磷酸二氢铵部分分解．磷酸二氢根中的氧原子与铵离子中氢原子的径向分布函数在三种不同温度下呈现明显不同,表明溶液中平均氢键数目随温度的变化明显改变．温度对磷酸二氢根中的氢原子和氧原子的结合有一定的影响,而在饱和溶液中有更多的生长基元产生．     

带孔洞的金属拉伸的分子动力学

在不同负静压下对中心带有一个球形孔洞的面心立方金属铜进行分子动力学模拟,从晶体的形变,原子分布示意图,径向分布函数等方面进行讨论.发现在弱的负压下,孔洞及材料作弹性变形,超过一定阈值时出现塑性变形,并在局部出现相变.在极强的负压下,材料断裂.随拉伸应力的增加,材料经历弹性均匀拉伸——局部fcc到hcp的相变及缺陷的产生——缺陷积累产生微裂纹或空洞——材料断裂的过程.     

Lennard-Jones chain mixtures: radial distribution functions from Monte Carlo simulation

Radial distribution functions are calculated for binary Lennard-Jones chain mixtures from Monte Carlo simulation. Average and end-to-end inter- and intrachain radial distribution functions are calculated, ten for a binary mixture and four for a pure component. The effects of density, concentration, temperature, chain length, Lennard-Jones size and energy parameters are investigated. It is found that intrachain radial distribution functions are largely independent of density except at very high densities, where they start to take on a structure tending towards that of a crystal lattice. In addition, the effect of using different distribution functions to calculate the associating contribution in statistical associating fluid theory (SAFT) is examined. Further, the effect of using short chain fluids rather than the monomer unit as the reference system in the calculation of the pressure and free energy of chain fluids in first-order thermodynamic perturbation theory (TPT) is examined. It is found that the choice of reference radial distribution function has a marked effect on the calculation of thermodynamic properties through the use of SAFT and TPT.