制冷剂替代物相平衡性质的分子动力学模拟

本文利用分子动力学模拟算法研究制冷剂替代物的气液相平衡性质。通过将制冷剂替代物作为极性的2CLJ流体处理,建立了针对它们的 2CLJD 势能模型。利用 NPT+Test Particle 算法对五种制冷剂替代物 (HFC-152a,HFC-143a,HFC-134a,HCFC-142b和HFC-227ea)的气液相平衡性质进行了计算,同时验证了计算结果的热力学一致性。模拟结果与 NIST 的 REFPROP 数据库的最大相对偏差在2％以内。     

R1234ze(E)气液相平衡的分子动力学模拟研究

本文采用分子动力学模拟的方法研究了R1234ze(E)在288.15 K～338.15 K温度范围内6个不同温度点达到气液相平衡时的压强、气液相密度分布及气液界面性质。结果表明,R1234ze(E)的饱和压力与气相密度随温度的升高而增大,液相密度随饱和温度的升高而减小;气液界面厚度随饱和温度的升高而增加,说明高温状态下气、液相变的连续性要好于低温状态。     

不同势函数状态方程湿空气性质的模拟研究

本文从L-J维里状态方程、L-J径向状态方程,TIP4P维里状态方程以及TIP4P径向状态方程四种模型出发,利用分子动力学模拟技术,进行了湿空气性质的研究.对不同状态方程的模拟结果的稳定性进行了探讨,发现径向状态方程的稳定性要好于维里状态方程,最后采用径向分布方程及TIP4P模型,模拟了湿空气的性质,结果表明湿空气在低温、高压和高含湿量下,其性质不再接近于理想气体的性质.     

高温高压湿空气的维里方程

本文针对湿空气透平循环和压缩空气贮能系统中对高温高压湿空气热力学性质参数的需求,依据统计热力学理论,采用分子动力学模拟研究方法,探讨了高温高压湿空气中水分子与氧分子和氮分子的相互作用特性。通过对比研究,确定了合理的计算湿空气性质的分子动力学模型,模拟计算了最高温度达600℃、压力40 MPa、含湿量0．445下湿空气的PVT参数,并拟合得到了一定条件下的高温高压湿空气的维里方程。     

汽液界面热毛细波的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法研究汽液界面性质,在NVT系综中,以氩原子为对象,对长方形模拟盒中汽液平衡系统进行不同温度下的模拟计算。计算结果表明,汽液界面存在热毛细波。界面上的热涨落将使界面变宽,它不仅与界面张力有关,还与温度、界面的横截面积有关。可以把汽液界面上热毛细波的均分根涨落值,作为汽液界面的宽度和粗糙度的指标。     

制冷剂R410a的气液相平衡的吉布斯蒙特卡罗模拟

制冷剂的气液相平衡性能,对制冷循环的研究至关重要。文中基于UFF(universal force field)力场,运用吉布斯蒙特卡罗方法模拟了混合制冷剂R410a的气液相平衡性质,模拟结果同Refprop8.0提供的数据有很好的一致性。并根据模拟结果得到了R410a的临界状态点的温度和密度,与Refprop8.0的相对误差分别在0.4%和3.3%。表明采用合理的分子力场,运用吉布斯蒙特卡罗模拟方法模拟混合制冷剂的气液相平衡是可行的。     

广义等温等压系综-分子动力学模拟全原子水的气液共存形貌

探测相变过程中瞬时共存相的形貌等特征对理解其微观机制十分重要.本文应用广义等温等压系综-分子动力学模拟方法,研究全原子水模型的气液两相平衡及相变的中间过程.研究发现,此广义系综方法能够通过持续降温,连续地历经从气态、气液共存到液态的整个相变过程,通过持续升温历经其相反过程,而不会发生标准正则系综中的过饱和热滞现象.该方法不需要使用副本交换等增强抽样方法,因此可以用于较大体系的研究,多个独立的模拟即能获得整个气态液态区的平衡性质及共存相特征.本文还提出了计算气液共存界面面积的新方法,给出了水的气液共存界面形状随温度、压强的变化规律.结果表明,低压时水的气液共存界面因其较大的表面张力而接近球面,符合经典成核理论的描述,但随着压强升高接近其临界压强时,气态和液态的差别减小,界面的表面张力变小,界面形状变为无规则的枝杈结构,表现为二阶相变特征.     

电流变液泊肃叶流动的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法研究了电流变液泊肃叶流动中颗粒的运动方式,模拟出的速度剖面分为两个区域,靠近电极区域的颗粒表现为呼吸式的跃迁运动形式,称为跃迁区,而在两个电极中间区域则为平稳运动方式,称为柱塞区.此外模拟出了体积流率与相对压力梯度之间的关系.并分析了临界压力梯度和临界电场强度及阻断流动的影响因素 关键词：     

氢气冷凝成核的分子动力学研究

应用分子动力学方法以氢气气液成核为研究对象,采用恒定的分子数、体积和温度系综,模拟均质和异质系统下的气液成核过程。探究了过饱和度和温度对冷凝成核的影响：过饱和度大于8时,阈值大于40的团簇数量明显增加;温度在30 K时,单体个数的瞬态波动在15左右,约是20 K时的1.5倍。结果表明：在较高的过饱和度下,成核过程存在两个阶段;随着过饱和度的增加,成核速率增加;温度越高,体系热运动更加强烈,但温度并不影响团簇最终的聚集程度。     

熔体局部结构的分子动力学模拟研究

计算机技术的迅速发展使分子动力学模拟成为可能。这是一种直接方法用以更详细地了解液态的结构。文章介绍在分子动力学模拟产生的一系列平衡瞬态构型基础上的等近邻键序参数方法和使用这一方法对若干熔体局部结构的研究，包括若干碱金属卤化物熔盐，ＣａＦ２快离子态和熔融态，熔融态ＺｎＣｌ２和Ｒｂ２ＺｎＣｌ４，ＢＢＯ熔体和晶体生长母液等。     

固壁加热的分子动力学模拟研究

本文应用分子动力学模拟方法,讨论了NVE系综中不同初始晶格类型对模拟系统平衡温度和截断半径对模拟系统平衡总能的影响.建立了一种新的固壁加热模型,模拟研究了由铂组成固壁对流体氩快速加热过程.在本文的模拟条件下,由于固壁与液体之间的快速加热作用,固壁与液体之间产生的蒸汽推动液体向上移动,可以明显地观察到Leidenfrost现象的产生.     

氩蒸气均匀核化与非均匀核化的分子动力学模拟

本文运用分子动力学模拟方法对氩蒸气的均匀核化和非均匀核化进行了研究.模拟氩蒸气的初始温度为30℃,冷却终温为-220℃.对均匀核化成核现象的团簇分析表明,蒸气凝结分为显热和潜热释放两个过程.提出了一个新的力函数模型,实现了非均匀核化过程的模拟.通过比较冷却速率为0.0002 m/s的均匀核化过程和非均匀核化过程,发现均匀核化的凝结核心是随机的,而非均匀核化的凝结核心以外界引入的核化点为核心.     

微通道中流体流动的分子动力学模拟

本文建立了周期外力作用下流体在微通道间流动模型.以此模型为基础,模拟计算了氩在亲水性和憎水性平行平板壁面间的流动过程,并对速度分布、温度分布等进行了统计.模拟结果表明在憎水性壁面附近,易观察到速度滑移和温度阶跃现象,而亲水性壁面上则反之.与N-S方程和能量方程的解进行了比较,亲水性通道速度和温度的模拟结果与分析解吻合较好,憎水性通道的模拟结果与分析解相差较大.同时,对300℃下不同密度水的流动进行了模拟,随着密度的增大,在壁面附近流体流动特性发生了变化.     

微通道中水蒸气凝结过程流型变化的分子动力学研究

本文建立了外力作用下流体流动和凝结过程的分子动力学模型.在蒸汽压力为3.7177 MPa时,模拟得到了不同外力条件下水蒸气凝结过程的流型,分别为环状流、射状流、塞状流、泡状流、带有小汽泡的液体流,模拟结果与相关文献中实验流型吻合较好.模拟发现水蒸气在0.3833 MPa压力下凝结时,出现一种新的波动流流型.最后对凝结过程中流型间转换机理进行了讨论.     

近饱和区过热水蒸汽性质的分子动力学模拟研究

本文根据统计热力学理论,应用分子动力学模拟方法,对过热水蒸气的热物性进行了研究.选取实验压力为10MPa,利用TIP4P模型和不同经典方程,模拟计算温度从320℃到800℃时水蒸气的压力.从结果可以看出:近饱和区标准维里方程模拟压力值偏离实验值较远,径向状态方程和段式状态方程模拟结果的误差要小于维里方程的.随温度的增加,三种方程的模拟结果均趋于实验值.另外,本文还对影响模拟结果的一些因素进行了详细的讨论.     

ON THE PHASE EQUILIBRIUM OF NUCLEAR MATTER

The phase equilibrium of nuclear matter is studied thermodynamicallylat zero temperature. The equation of state obtained from the Thomas-Fermi model of Seyler-Blanchard shows that there are two kinds of states of the nuclear matter: gas and liquid. pure neutron matter is always in a gas phase.For the nuclear matter with two semi-infinite half spaces in contact at a plane boundary,the phase equilibrium is studied in three cases.Our calculation gives the neutron drip point δ_ND=0.305 and the proton drip point δ_PD=0.678.The phase equilibrium is possible between two nuclear matter systems up to δ_C~0.89 where the system becomes homogeneous.     

水蒸汽在波纹板上凝结的分子动力学研究

本文建立了水蒸气在波纹板上凝结的数学模型,以此模型为基础,模拟了水蒸气从300℃冷凝到20℃的温度变化过程,并和同温度范围下平板的凝结过程进行比较.结果表明,水蒸气在波纹板上凝结较快,其差异可以用反射理论进行解释.同时模拟结果也证实了凝结过程中存在二次转化温度,在该温度附近系统处于亚稳定状态.波纹板上凝结时,该状态较易被破坏进而转向下一个更加稳定的状态,平板上凝结时,这种亚稳态不易被破坏,使进一步降温变得困难.     

扩散系数的分子动力学模拟

本文选用平衡分子动力学模拟方法,应用不同的势能模型对强极性分子水的扩散系数进行了模拟计算．结果表明,用分子动力学模拟方法计算水的扩散系数时,模拟结果对模型的选取极为敏感。在目前应用较为广泛的几种模型中以 SPCE模型较为适用,所得的扩散系数与实验值较为接近。