蓄冷球堆积床动态充冷性能模拟

根据蓄冷球和载冷剂之间的能量平衡,建立了蓄冷球堆积床充冷过程的数理模型。该模型考虑了载冷剂与蓄冷球之间的换热系数变化、载冷剂的导热、相变蓄冷材料的过冷度以及蓄冷球堆积床热损失的影响。采用数值计算方法模拟了蓄冷球堆积床的充冷过程,讨论了载冷剂入口温度、初始温度和流速对充冷过程蓄冷材料温度、载冷剂温度和蓄冰率的影响。     

不同环境温度下蓄冷式冷藏车温度场的模拟研究

环境温度对蓄冷式冷藏车箱体内部温度场与蓄冷材料释冷过程影响较大。本文以Na Cl水溶液为蓄冷材料,通过Solidworks建立蓄冷式冷藏车的物理模型,利用Gambit对物理模型进行网格划分,并采用Ansys软件对车内温度场和蓄冷材料相变过程进行模拟计算。结果表明:随着环境温度的升高,蓄冷板释冷过程加快,释放潜热时间缩短;车箱温度稳定在较高数值,且时间较短。环境温度为303K时,蓄冷材料完全融化为盐溶液需70.2h,车厢温度稳定在293K,维持时间为73.6h。环境温度与冷板温度温差较大,换热量较大,在计算工况下,热流密度为2.75W/h。     

LiCl玻璃急冷过程的分子动力学计算机模拟研究

用分子动力学方法对LiCl玻璃的急冷过程进行了计算机模拟。计算了急冷过程中各温度模拟体系的径向分布函数、配位数和Li⁺,Cl^-的自扩散系数。对模拟体系的键角进行了统计。讨论了不同温度下系统中微观空孔的分布。计算和分析清楚地表明模拟系统的玻璃态转变温度为498—298K。 关键词：     

半晶态聚合物的分子动力学模拟

采用粗粒化聚乙烯醇模型,应用分子动力学方法模拟熔融态聚合物经过缓慢冷却、局部结晶形成半晶态聚合物的过程.静态结构因子的演变显示出在结晶初期小角散射强度的增大先于布拉格峰的出现,这与小角/大角X射线散射实验现象相一致.模拟得到的半晶态聚合物呈现为折叠链构成的晶区与非晶区交杂在一起的结构形态,与缨状微束结构模型相一致.研究发现在不同的冷却阶段具有不同的有序结构形成机制.从结晶温度到玻璃化温度的凝固过程中,存在分子链的伸展和伸直分子链之间平行排列两种形式的结构转变;而在玻璃化温度之后,材料的活性只允许调整伸直分子链之间的相对排列位置.     

基于分子动力学模拟的主链型液晶聚合物的新模型

在传统的Gay-Berne (GB)/Lennard-Jones (LJ)模型的基础上，发展了一种用于模拟半刚性主链型液晶聚合物(LCP)的分子级模型，命名为Solo-LJ-SP-GB 模型.单一的LJ联合体和非线性弹簧被用于描述LCP分子中的间隔体.用分子动力学模拟半刚性主链型LCP系统(该系统由169条分子链组成，每两个刚性体之间的间隔体个数为6)时，该模型所需的计算时间不到传统的GB/LJ 模型所需时间的十分之一，大大地提高了计算效率.通过采用该模型模拟半刚性主链型LCP的相变问题，观察到了与半刚性主链型LCP分子中间隔体个数相关的热力学的奇偶效应以及从等方相到向列相的相转变过程.这些模拟结果与当前的试验结果相当符合，从而表明了该模型可以较为准确地描述出半刚性主链型LCP的结构特性. 关键词： Solo-LJ-SP-GB模型 液晶聚合物 分子动力学模拟     

氯化铵水溶液的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,使用Material Studio软件中的COMPASSⅡ力场,模拟了温度为298 K时质量分数分别为1%、5%、10%、20%及28%的氯化铵溶液中离子的动力学性质.发现随着浓度增加,水分子周围不再有明显的第二配位圈,NH_4~+和Cl~-配位数都减少,离子水化数、水化半径也随之减小.水分子中的H比NH_4~+中的H对N_((NH4))的影响作用要强的多.在氯化铵水溶液,NH_4~+中的N及H都是由周围水分子中的氧原子来靠近,而Cl~-则由周围水分子中的氢原子去靠近. NH_4~+及Cl~-的加入确实破坏了溶液中的氢键,但是NH_4~+与水分子间也生成了新的氢键,并且生成的数量大于被破坏的数量,但是氢键力却变弱了,这是之前研究当中没有人提过的现象.随着浓度增大,H_2O、NH_4~+及Cl~-的扩散系数逐渐降低,而降低幅度排序为NH_4~+ Cl~- H_2O.     

Cu团簇在Cu表面沉积效果影响因素的分子动力学模拟

本文采用分子动力学模拟的方法研究了影响喷涂粒子沉积效果的因素.团簇的入射速度对团簇与基体之间的结合强度影响较大,入射速度越大,结合强度越大,而且较大的入射团簇在基体上沉积后可较快地得到与基体晶格结构相近的沉积层;团簇或基体的温度的升高可以提高团簇与基体之间的结合强度,但效果并不显著,但较高温度的团簇或基体在一定程度上可以提高结合效果;团簇的大小对团簇与基体之间的结合强度影响较大,团簇较大,结合强度也较大.     

高温水蓄冷空调的原理和理论分析

介绍了一种新型高温水蓄冷空调方案的原理井进行了理论分析。它可利用高至３８℃水的显热或其它材料的相变潜热来蓄冷空调．分析了完全不掺混系统的性能与过冷水流率的关系；给出了完全掺混系统非稳态循环的性能变化；数值计算并讨论了蓄冷水部分掺混系统的温度分层和动态特性、为高温水蓄冷空调系统的设计和运行提供了理论指导．     

聚乙烯/银纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究

通过分子动力学模拟对聚乙烯/银纳米颗粒复合物的结构、极化率和红外光谱、热力学性质、力学特性进行计算, 分析其随模拟温度和银颗粒尺寸的变化规律. 模拟结果表明: 聚乙烯/银纳米颗粒复合物为各向同性的无定形结构, 温度升高可提高银纳米颗粒的分散均匀性; 银纳米颗粒表面多个原子层呈现无定形状态, 并在银颗粒和聚乙烯基体的界面形成电极化层, 界面区域随颗粒尺寸和温度的增加分别减小和增加; 与聚乙烯体系相比, 聚乙烯/银纳米颗粒复合物的极化率高很多, 且随温度的升高和银颗粒尺寸的减小而增大; 银颗粒尺寸直接影响界面电偶极矩的强度和振动频率, 红外光谱峰强度和峰位随颗粒尺寸发生变化; 聚乙烯/银纳米颗粒复合物具有比聚乙烯体系更高的等容热容和与聚乙烯体系相反的负值热压力系数, 热容随颗粒尺寸的变化较小, 但随温度的升高而明显减小, 具有显著的温度效应; 热压力系数随温度的变化较小, 但随颗粒尺寸的增加而减小, 具有明显的尺度效应, 温度稳定性更好; 聚乙烯/银纳米颗粒复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量, 具有比聚乙烯体系更高的杨氏模量和泊松比, 并且都随温度的升高和银颗粒尺寸的增大而减小, 加入银纳米颗粒可有效改善聚乙烯的力学性质. 关键词： 分子动力学模拟 聚合物纳米复合物 纳米颗粒     

Langmuir-Blodgett膜摩擦分子动力学模拟和机理研究

采用分子动力学方法,模拟了在两块石英基板上由脂肪酸(C₁₅H₃₁COOH)组成的单层Langmuir-Blodgett (LB)膜间的摩擦特性,探究了超薄膜在滑动过程中的摩擦和结构机理.得出对于单层LB膜在滑动过程中,在速度小于60m/s时,随着速度的增大,其剪切压增大;在速度大于60 m/s时,剪切压随速度的增加而减小.其链的倾斜角随着滑动速度的增加而减小.单层膜内的分子之间以氢键方式形成了较大的分子簇,由此导致了剪切压呈现较长的周期性,但在单层膜之间无氢键形 关键词： 分子动力学模拟 朗缪尔布洛杰特膜 纳米摩擦 氢键     

BP神经网络模拟冰盘管蓄冷过程特性的可行性研究

文中基于BP神经网络方法对冰盘管蓄冷系统的整个蓄冷过程中的蓄冷动态特性参数进行模拟研究,根据实验研究数据对所建的BP神经网络进行网络训练,进而通过预测试验对预测网络进行检验。结果表明:利用BP神经网络方法对整个蓄冷过程中的蓄冷动态特性参数进行模拟的精确度明显高于传统模拟方法,可使研究者更全面、更精确地了解和掌握了蓄冷过程中蓄冷动态特性参数的变化情况,为设计和优化直接蒸发式冰盘管蓄冰系统提供了理论依据。     

压缩空气蓄冷系统循环形式的选择

压缩空气蓄冷系统是一种新型的冷量储存系统.针对这种系统,本文研究了四种不同的循环实现形式.分析了这四种循环形式的制冷量、运行性能系数COP并对其进行了对比.结果表明:压缩空气蓄冷系统应用于室温条件下的制冷场合时,两级压缩、三级膨胀驱动蒸气压缩制冷系统相对于其他三种循环,运行性能较好;两级压缩、三级膨胀驱动空气压缩膨胀制冷循环,可以制取的制冷温度较广,适应变工况的能力较好,并且结构简单,也具有一定的优势.     

铅蓄冷材料的二级脉冲管制冷机研究

采用多级方案是高频脉冲管制冷机获得低于20 K以下制冷温度的主要方法,以不锈钢金属丝网为蓄冷材料的二级高频脉冲管制冷机,实验已经达到了20 K以下温度.理论上讲,由于热容大,以铅为主的蓄冷材料比不锈钢更适合40～10 K温区工作,这在低频回热制冷机中得到了证明.本文介绍了我们采用不同铅球和铅网为低温蓄冷材料的研究结果.实验表明,小铅球对于高频脉冲管制冷机是不很合适的,导致制冷温度的明显升高.镀铅的不锈钢丝网和已有不锈钢丝网的性能相似,可进一步深入研究.该研究对于20 K以至更低温度的高频回热制冷机研究有一定的借鉴意义.     

碳纳米管与有机小分子官能团相互作用的分子动力学研究

利用Material Studio软件先对不同半径的碳纳米管进行结构优化,再对优化后的纳米管进行分子动力学模拟。得到如下结论：经过优化后小半径纳米管结构基本不变,但是随着半径增大纳米管形变越来越明显。同时通过对多根管簇研究后发现也有相似动力学特性。在以上纳米管结构外面加上一定密度随机排列的对苯二甲酸二辛酯（DOTP）有机分子,发现DOTP有机分子与不同结构、不同半径的纳米管之间都存在相互作用,纳米管半径越大相互作用力也越大,同时DOTP分子在纳米管周围排列也逐渐从无序趋于有序。通过计算以上结构的径向分布函数（RDF）等热力学特性,定性和定量地验证了以上结果。     

界面旋转角对双晶镁力学性质影响的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了在拉伸载荷下晶界对双晶镁变形机制的影响,对不同旋转角度的模型以及对称与非对称结构的模型进行了研究.模拟结果表明:应变加载方向与晶向所成角度对双晶镁塑形变形阶段的流动应力能够产生明显的影响;对称结构的双晶镁模型的塑性性质明显优于非对称结构模型.研究结果还发现,由于晶界区域不同的位错成核及发射等运动,大角度双晶模型的塑性响应明显优于对应小角度模型的塑性响应.     

氮掺杂对石墨烯摩擦学特性影响的分子动力学模拟

掺氮石墨烯具有良好的应用前景,但对其摩擦学特性的研究仍较为缺乏.本文采用分子动力学方法研究了氮掺杂对石墨烯摩擦学特性的影响.结果表明在公度、非公度的界面结构下,氮掺杂对石墨烯摩擦特性的影响呈现相反的趋势.界面结构为公度状态时,氮原子的引入导致了局部非公度状态,因而界面势垒降低、摩擦减小.界面公度性的改变、层间氮原子和碳原子的范德瓦耳斯力作用对界面摩擦的影响相反,在二者的共同作用下,随氮掺杂比例的升高,掺氮石墨烯体系的界面摩擦力呈现先增大再减小的趋势.界面结构为非公度状态时,氮原子的引入对界面摩擦的影响主要体现在原子类型的变化,界面摩擦随氮掺杂比例的增大而增大.存在空位缺陷的石墨烯体系的摩擦最大,掺杂氮原子对于降低缺陷石墨烯体系的摩擦具有积极意义.     

聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究

通过分子动力学模拟对聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的形态结构、 热力学性质、力学特性进行计算, 分析其随模拟温度和纳米颗粒尺寸的变化规律. 模拟结果表明, 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物为各向同性的无定形态结构, 铜纳米颗粒与聚酰亚胺基体之间通过较强的范德华作用结合在一起使结构更加稳定, 铜纳米颗粒表面多个原子层呈现无定形状态, 在铜颗粒和聚酰亚胺基体之间形成界面层, 界面区域随颗粒尺寸和温度的增加分别减小和增加. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的等容热容随着颗粒尺寸增大而明显增高, 随温度变化比聚酰亚胺体系更为缓慢, 在较低温度下较小颗粒尺寸复合物的热容比聚酰亚胺体系更低. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热压力系数随颗粒尺寸增加而显著增大, 比聚酰亚胺体系的热压力系数更小, 且随温度升高而减小的程度要小得多. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热力学性质表现出明显的尺度效应, 温度稳定性明显高于聚酰亚胺体系. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量, 具有比聚酰亚胺体系更低的杨氏模量和泊松比, 随温度升高分别减小和增大, 与聚酰亚胺体系随温度的变化趋势相反, 且杨氏模量的温度稳定性显著提高, 同时泊松比随纳米颗粒尺寸增大而减小, 具有明显的尺度效应. 加入铜纳米颗粒形成复合物可获得与聚酰亚胺体系显著不同的力学新特性. 关键词： 分子动力学模拟 聚合物纳米复合物 聚酰亚胺 纳米颗粒     

冰盘管排列密度对蓄冷速率影响的实验研究

设计了蒸发器盘管排列密度可以改变的直接蒸发冰盘管蓄冷装置,在高、中、低三种盘管排列密度情况下,进行了蓄冷槽内载冷剂在自然对流和强制对流下的静态和动态蓄冷实验,研究了盘管排列密度和蓄冷状态对蓄冷速率的影响。结果显示:高密度系统平均蓄冷速率较低密度系统提高27.9%以上,动态系统平均蓄冷速率较静态系统提高2%左右。     

水中ClF的分子动力学模拟:液体中的卤键作用

Does the halogen bonding interaction co-exist in liquid when it competes with the hydrogen bonding interaction? The classical molecular dynamics simulations for the solvation properties of ClF molecule in water are performed with the Lennard-Jones plus Coulomb electrostatic potential parameters that are optimized with ab initio interaction energy calculations for the pre-reactive H₂O…ClF complex. We find that the halogen bonding interactions occur between O and Cl atoms and have the comparable strength and population with respect to the hydrogen bonding interactions of Cl…H.     

压力对非晶铜形成影响的分子动力学模拟

用分子动力学模拟法研究了Cu熔体在冷却过程中形成非晶的能力. 结果表明，压力使Cu熔体在冷却过程中形成晶体的倾向增加. 高压下冷却形成的Cu非晶中含有较多的晶态原子团，有序度较高.