曹廷:分子模拟中周期性边界条件对扩散计算修正的研究论文

曹廷:分子模拟中周期性边界条件对扩散计算修正的研究论文

本文主要研究内容

作者曹廷(2019)在《分子模拟中周期性边界条件对扩散计算修正的研究》一文中研究指出:随着计算机技术和计算设备的迅速发展,利用计算机,运用分子动力学方法对物质的运动方式和微观结构进行数值模拟计算有了更大的发展空间。在分子动力学模拟中一般采用周期性边界条件来消除边界效应,并且为了方便起见,一般用立方体模拟盒子进行模拟计算。但是研究发现,在使用立方模拟盒子进行模拟时,周期性边界条件的存在会导致计算得到的扩散系数比无限大体系的扩散系数小,所以模拟计算的结果在与实验比较之前需要进行一个修正,并且针对不同形状的模拟盒子进行扩散计算时具有不同的修正系数。本文由流体力学理论入手,推导出了相应的修正公式,并且通过分子动力学方法模拟计算氩原子在不同情况下的扩散,对得到的修正公式的合理性进行验证。通过理论计算发现,立方体模拟盒三条主对称轴方向的扩散修正系数相等,都等于2.873。但是针对长方体模拟盒,沿着短边方向的扩散系数总是大于沿长边的扩散系数,并且有时在长方体模拟盒中模拟得到的扩散系数比无限大体系的扩散系数还要大,这说明此时的修正系数是一个负值。为了解释这一特殊现象,我们分析了扩散粒子周围流体的流动模型,发现扩散修正系数的正负与流体漩涡是否呈现出穿越整个体系的整体环绕态势有关。另外,在分子动力学模拟中,除了常见的立方体和长方体,还有两种特殊形状的模拟盒子可以使用:截角八面体和菱形十二面体。由于它们同样可以铺满整个空间而没有空隙,并且比立方盒子更加接近于球形的性质,所以这两种模拟盒子经常被应用于模拟生物分子相关的液体结构。本文首次对截角八面体和菱形十二面体模拟盒子的扩散进行修正并得到了相应的修正系数,通过模拟计算三种不同密度下的氩原子体系,验证了推导出的修正公式以及修正系数的正确性。

Abstract

sui zhao ji suan ji ji shu he ji suan she bei de xun su fa zhan ,li yong ji suan ji ,yun yong fen zi dong li xue fang fa dui wu zhi de yun dong fang shi he wei guan jie gou jin hang shu zhi mo ni ji suan you le geng da de fa zhan kong jian 。zai fen zi dong li xue mo ni zhong yi ban cai yong zhou ji xing bian jie tiao jian lai xiao chu bian jie xiao ying ,bing ju wei le fang bian qi jian ,yi ban yong li fang ti mo ni he zi jin hang mo ni ji suan 。dan shi yan jiu fa xian ,zai shi yong li fang mo ni he zi jin hang mo ni shi ,zhou ji xing bian jie tiao jian de cun zai hui dao zhi ji suan de dao de kuo san ji shu bi mo xian da ti ji de kuo san ji shu xiao ,suo yi mo ni ji suan de jie guo zai yu shi yan bi jiao zhi qian xu yao jin hang yi ge xiu zheng ,bing ju zhen dui bu tong xing zhuang de mo ni he zi jin hang kuo san ji suan shi ju you bu tong de xiu zheng ji shu 。ben wen you liu ti li xue li lun ru shou ,tui dao chu le xiang ying de xiu zheng gong shi ,bing ju tong guo fen zi dong li xue fang fa mo ni ji suan ya yuan zi zai bu tong qing kuang xia de kuo san ,dui de dao de xiu zheng gong shi de ge li xing jin hang yan zheng 。tong guo li lun ji suan fa xian ,li fang ti mo ni he san tiao zhu dui chen zhou fang xiang de kuo san xiu zheng ji shu xiang deng ,dou deng yu 2.873。dan shi zhen dui chang fang ti mo ni he ,yan zhao duan bian fang xiang de kuo san ji shu zong shi da yu yan chang bian de kuo san ji shu ,bing ju you shi zai chang fang ti mo ni he zhong mo ni de dao de kuo san ji shu bi mo xian da ti ji de kuo san ji shu hai yao da ,zhe shui ming ci shi de xiu zheng ji shu shi yi ge fu zhi 。wei le jie shi zhe yi te shu xian xiang ,wo men fen xi le kuo san li zi zhou wei liu ti de liu dong mo xing ,fa xian kuo san xiu zheng ji shu de zheng fu yu liu ti xuan guo shi fou cheng xian chu chuan yue zheng ge ti ji de zheng ti huan rao tai shi you guan 。ling wai ,zai fen zi dong li xue mo ni zhong ,chu le chang jian de li fang ti he chang fang ti ,hai you liang chong te shu xing zhuang de mo ni he zi ke yi shi yong :jie jiao ba mian ti he ling xing shi er mian ti 。you yu ta men tong yang ke yi pu man zheng ge kong jian er mei you kong xi ,bing ju bi li fang he zi geng jia jie jin yu qiu xing de xing zhi ,suo yi zhe liang chong mo ni he zi jing chang bei ying yong yu mo ni sheng wu fen zi xiang guan de ye ti jie gou 。ben wen shou ci dui jie jiao ba mian ti he ling xing shi er mian ti mo ni he zi de kuo san jin hang xiu zheng bing de dao le xiang ying de xiu zheng ji shu ,tong guo mo ni ji suan san chong bu tong mi du xia de ya yuan zi ti ji ,yan zheng le tui dao chu de xiu zheng gong shi yi ji xiu zheng ji shu de zheng que xing 。

论文参考文献

  • [1].周期性边界条件下的类Casimir效应[D]. 张玥.东北师范大学2012
  • [2].结构相变路径选择的交替迭代求解算法[D]. 张兴.复旦大学2011
  • 读者推荐
  • [1].碳纳米管/石墨烯填充聚合物导热复合材科的分子动力学模拟[D]. 罗创.中国科学技术大学2019
  • [2].聚合物及其纳米复合体系结晶与变形力学行为分子模拟研究[D]. 崔玉佳.山东大学2019
  • [3].Cu13团簇在Fe(001)表面沉积成膜的分子动力学模拟研究[D]. 刘惠伟.兰州大学2019
  • [4].流体粒子的集体扩散特性与控制[D]. 陈沛荣.暨南大学2018
  • [5].水分子在碳纳米管上扩散的分子动力学模拟[D]. 李蕾.中北大学2018
  • [6].简单分子在分子筛和碳纳米管上扩散的分子动力学模拟[D]. 张慧.中北大学2017
  • [7].分子在ITQ-3分子筛内扩散行为的分子动力学模拟[D]. 高亚.中北大学2016
  • [8].水分子在不同碳纳米管中的结构和扩散研究[D]. 赵毛太.中北大学2015
  • [9].碳纳米管中水分子的反常扩散研究[D]. 李海龙.中北大学2015
  • [10].分子在纳米孔道内扩散行为的研究[D]. 霍瑞霞.中北大学2010
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中北大学的曹廷,发表于刊物中北大学2019-07-04论文,是一篇关于分子动力学论文,周期性边界条件论文,扩散系数论文,截角八面体论文,菱形十二面体论文,中北大学2019-07-04论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中北大学2019-07-04论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

    曹廷:分子模拟中周期性边界条件对扩散计算修正的研究论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢