液态金属热输运过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对平板间液态金属的流动换热过程进行模拟.研究液态金属的微观热输运过程,左右两侧平板采用Cu原子作为恒温固壁,液态金属Pb处于平板间,以FCC结构为初始排列.模拟结果表明,在平板间的液态金属温度分布呈线性变化;不同温度下液态金属在恒温平板间的热输运模拟过程表明,平板间液态金属的热导率随温度的升高而增加,呈现线性变化.当在系统上施加一个重力加速度时,平板间未出现明显的自然对流,表明在微尺度下,边界阻力和粘滞力抑制了液态金属的自然对流.     

金属Ag纳米团簇结构热稳定性的模拟研究

本文采用分子动力学模拟方法,研究了纳米团簇的热稳定性.结果表明存在一个临界失稳温度T,当温度大于该临界温度而小于熔点体系形成一个规则多面体结构,当温度大于熔点体系熔化成无序球状团簇,并给出了产生上述现象的机理.     

NaF-NaCl熔融系统的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法,分别采用带电刚性球势、Fumi-Tosi势和改进的Fumi-Tosi势研究了熔融NaF-NaCl系统的混合效应.模拟结果表明:采用带电刚性球势、Fumi-Tosi势得到的混杂焓只在富Cl-端与实验值定性一致,而改进的Fumi-Tosi势的混杂焓在两端都与实验值定性一致,即在NaF一端为弱吸热,而在NaCl一端为弱放热.分析表明:前者低估了极化对混杂焓的贡献.     

地幔条件下碳酸钙熔体的密度与压缩性

碳酸盐熔体在地球内部碳循环过程中扮演重要角色,但目前对碳酸盐熔体的研究局限于低温低压条件,且主要以富钾钠组分的碱性碳酸盐熔体为主,对于高压条件下碳酸盐熔体的研究还非常不足.通过大规模第一性原理分子动力学模拟,获得地幔条件下CaCO3熔体的状态方程.研究表明,碳酸钙熔体表现出显著的可压缩性,其压缩因子大于文石及典型硅酸盐熔体,因此其密度随压力升高而快速增大;当压力超过10 GPa时,碳酸盐熔体的密度大于钠长石熔体的密度;当压力超过37 GPa时,其密度会大于金刚石的密度;地幔条件下碳酸钙熔体的密度始终小于晶体(文石及后文石)的密度,但其密度差随压力升高而显著降低.碳酸钙熔体的这一特性,对探讨其在地幔中的分布和探讨超深金刚石的形成等具有启示意义.     

模拟原子宇宙

假定宇宙充满着原子大小的弹子球。这样，只要作出几项深谋远虑的定义，再加上若干数学技巧，物理学家便能对我们的日常世界作出近乎完美的解释。这一理论称为统计力学。许多人知道，统计力学限制了一台机器能够输出的功。但实际上统计力学的作用要大得多。统计力学描述支配地球气候的发动机。它支配恒星内部的温度与压力，并对宇宙的演化施加限制。它甚至揭示了时间的方     

固-液流体介质的热传导性能研究

利用分子动力学模拟从理论上研究固-液流体介质的热传导性能,从而为“分子设计”知“物性控制”提供了理论依据。     

纳米金刚石颗粒导热系数的分子动力学研究

应用分子动力学模拟的方法,研究了纳米金刚石颗粒的导热系数对温度和颗粒尺寸的依存关系。为了得到较为准确的模拟结果,采用了平衡态分子动力学模拟的方法。计算了较长时间的热流自相关函数,并得到了导热系数的收敛结果。结果表明,纳米金刚石颗粒由于尺寸的影响,导热系数低于体材料金刚石的导热系数;随温度的升高,导热系数出现一个峰值,该峰值点的温度小于体材料金刚石出现峰值点的温度;随颗粒尺寸的增大,导热系数增加,我们预测导热系数将在一定的颗粒尺寸时收敛于体材料金刚石的导热系数。     

分子动力学模拟无定形二氧化硅的结构和表面

采用分子动力学模拟（MD）方法研究了无定形二氧化硅的结构和表面性质。模拟过程首先采用熔融-淬火的方法进行,模拟得到的无定形二氧化硅的径向分布函数以及取向分布与文献是一致的。比较了直接破裂该结构得到无定形二氧化硅表面和采用分子动力学模拟对表面进行高温柔性化得到的无定形二氧化硅表面间的区别。结果表明,直接切割得到无定形二氧化硅表面,接近实验中水热合成法得到的亲水的无定形二氧化硅表面;采用动力学模拟对表面进行高温柔性化得到的无定形二氧化硅表面,接近于真实实验干氧氧化得到憎水的无定形二氧化硅表面。     

电弹性毛细模拟研究取得新进展

力学所博士生袁泉子和导师赵亚溥研究员通过分子动力学和分子动理论相结合的方法,研究了液滴润湿、电润湿和电弹性毛细现象中的前驱膜的作用,取得以下突出进展：     

分子动力学模拟技术在材料力学教学中的应用

文章探讨了分子动力学模拟技术在材料力学课程教学中的应用,如利用分子动力学方法开展单层石墨烯拉伸模拟,不同应变速率条件下,金属钛的拉伸模拟以及不同缺陷率对石墨烯的拉伸应力―应变曲线影响等应用。实践证明,使用分子动力学模拟技术可以明显提升学生对材料力学知识的理解和掌握,提升学生的学习兴趣,同时改善教学效果。