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  • 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:受壁面作用和稀薄效应等的影响,微纳尺度通道内的气体流动有别于宏观流动现象.采用分子动力方法,研究纳米通道中气体的Poiseuille流动,主要对通道内气体黏度特性进行了分析.利用牛顿粘性定律,定义了气体的当地等效黏度.根据模拟结果,可将纳米通道内气体划分为中心区和近壁区两个部分,中心区气体当地黏度与宏观黏度一致,但是在近壁面区,气体受到壁面原子的作用,气体的当地黏度小于宏观黏度值.研究发现:1)不同的气体密度、流固作用势能以及温度下,通道中心区域的气体当地等效黏度符合对应温度和压强条件下的气体宏观实测黏度值;2)在纳米尺度气体流动中,气体密度越小,稀薄程度越高,气体偏离热力学平衡态越远,所以壁面对气体等效黏度的影响随密度的减少而增大,壁面影响厚度也随之增大;3)气体黏度的壁面影响厚度在10nm量级,该厚度不随温度和流固作用势能的变化而变化,但是密度越小,壁面影响厚度越大.

  • 标签: 纳米通道 等效黏度 分子动力学 POISEUILLE流
  • 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: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:采用分子动力方法对纳米尺度下氩液滴在氩蒸气中蒸发过程进行了模拟,其中液相分子采用球形截断的Lennard-Jones势能函数描述。模拟过程首先在三维模拟空间产生准稳态平衡的液滴和周围气相环境,随后控制液滴的外界物理条件形成蒸发现象,同步记录气液两相分子坐标和动量变化,从微观信息中统计计算出相应的宏观物理信息。研究了蒸发初始液滴半径的不同研究其对液滴蒸发过程的影响,结果表明纳米尺度下液滴蒸发现象与微米以上尺度液滴蒸发现象存在差异;引入等效辐射能的概念在分子动力方法中实现了对辐射能传递过程的模拟,证实了辐射传递能量会对纳米尺度液滴蒸发过程产生很大的影响。

  • 标签: 蒸发 分子动力学 液滴初始半径 等效辐射能
  • 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:以单壁纳米碳管为例,建立了其分子动力模型,并对(5,5)和(10,10)扶手椅型纳米碳管与刚性壁的正碰撞过程和简谐纵波传播过程进行了模拟.在此基础上,探讨如何用弹性杆模型来研究纳米碳管的动力问题.研究表明,弹性杆模型可以描述单壁扶手椅型纳米碳管与刚性壁高速碰撞的动力行为;对于纵波传播中的色散描述,则需在弹性杆模型中计入纳米碳管微结构引起的非局部弹性效应.

  • 标签: 纳米碳管 冲击 色散 分子动力学模拟
  • 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: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: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%,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:分子动力模拟是研究材料微观结构和动态行为的重要手段。本文通过分子动力模拟研究了钒原子在石墨中的富集规律,探讨了温度、压力和石墨结构等因素对钒富集的影响。模拟结果揭示了钒原子在石墨层间的分布特征和迁移聚集的动力过程。研究表明,钒的富集受石墨结构完整性和层间距的影响,高温和高压条件促进了钒原子的扩散和聚集。这些发现为理解钒在石墨中的行为提供了微观机制,并为石墨基材料的性能优化和应用开发提供了理论依据。

  • 标签: 分子动力学 模拟研究 石墨 富集规律
  • 简介:目的研究大鼠静脉注射复方丹参液后丹参素在骨骼中的分布动力,同时探讨药效学部分相关组织中药物分布的相互关系。方法采用液液萃取法对血清、肾和骨样品进行预处理,以对羟基苯甲酸为内标,甲醇-1%冰醋酸(8:92)为流动相,用高效液相色谱法于280nm处检测,液质联用进行定性分析。结果大鼠静脉注射复方丹参液后在血清、肾和骨中检测到丹参素,用所建立的方法绘制了其经时血药浓度曲线、肾药浓度和骨药浓度柱形图。结论大鼠静脉注射复方丹参液后,丹参素可以在其抗骨质疏松相关组织中快速分布,其血药动力类型属二室模型。

  • 标签: 丹参素 血药浓度 骨浓度 肾浓度 药代动力学 质谱
  • 简介:病毒的流行、谣言的散布、观点的传递都是在不同网络上的形形色色的传播现象,既存在着现象后的不同起因和特征,更存在着千丝万缕的联系和共通的演化机理。汇总了复旦大学、华东师范大学和中国科学技术大学的研究小组过去几年里在网络传播动力的研究成果。

  • 标签: 复杂网络 传播动力学 网络