一、液氩多体作用势研究及其Hugoniot曲线的分子动力学模拟（论文文献综述）
刘海燕[1]（2021）在《高温稠密氮的高压相变和物态方程的第一性原理研究》文中认为氮是我们非常熟悉的一种元素,核外价电子的组态为2s22p3。氮原子间可能的成键方式有单键（N-N）、双键（N=N）、三键（N≡N）。在常温常压下氮以双原子分子的形态存在,N≡N是最稳定的化学键之一;但在高温高压环境下,氮分子原子间的三键将会部分或全部破裂,进而形成聚合氮或原子氮（等离子体氮）。氮元素也是含能材料中重要成分之一,氮气是富氮含能材料的主要爆炸产物;因此了解氮在高温高压下的相变以及物态方程对于评估富氮含能材料的能量特性以及对外作功能力至关重要。同时研究较宽区域的物态方程和相变机制也是有助于构建炸药爆轰产物的状态方程以及高能材料的制造。本文采用基于密度泛函理论框架的分子动力学模拟方法,探索了高温高压流体氮分子的离解相变及其对物态方程的影响;对现有流体氮的冲击Hugoniot物态方程的实验数据进行了理论分析与解释。本文的工作结果主要有以下几个方面内容:1.本工作获得了流体氮的第一性原理等温物态方程,包含200个理论数据点。在温度2000 K-20000 K区间给出了12条等温线,模拟计算的密度和压力范围分别为1.03 g/cm3-5.00 g/cm3和2 GPa-300 GPa。计算结果表明,在T≤4000 K范围内,发现氮分子的离解导致等温线出现压强随密度有不连续变化（（（?）P/（?）ρ）T≤0）的一级相变特征;随着温度增加,一级相变特征减弱;而在5000 K以及更高温度的等温线上发生离解相变时压强曲线上并未观察到不连续变化。因此,一级相变的临界温度预估在4000 K-5000 K之间。此外,在高温（T≥15000 K）的低密度区观察到内能随密度增大而减小的异常现象,并发现这与原子流体相的相变有关。我们根据计算获得的数据点进行拟合,给出了各个区间的物态方程解析表达式。2.通过径向分布函数、体系的组分变化以及抽样构型研究流体氮的结构演化特性,包括氮分子离解、原子键合等微观过程。结果表明,氮分子的三键断裂后将会发生重组形成单、双键连接的聚合物或者直接形成孤立的氮原子,在离解相中若聚合物的数量占优,则离解相为聚合流体相,反之为原子流体相（等离子体相）。在所研究压强区间,温度在2000 K≤T＜5000 K,在（（?）P/（?）ρ）T≤0的相变区间氮分子离解形成单、双键的聚合物,发生了分子流体相—聚合流体相的相变;随着温度的升高,在5 GPa-15 GPa的低压区间,温度在5000 K≤T＜10000 K内体系处于分子流体相,而10000 K≤T＜15000 K的等温线上,体系已处于以聚合流体相,而不是分子流体相。在15000 K≤T≤20000 K的等温线上,在5 GPa-27 GPa区间,体系为原子流体相,随着密度增加氮原子发生聚合作用,导致内能随密度而减小,体系发生了原子流体相—聚合流体相的转变。本文获得了分子流体—聚合流体—原子流体的两条相变曲线,把研究区间分为三个相区（分子流体相、聚合流体相、原子流体相）,因此得到了流体氮相图。3.本文还研究了冲击加载下液氮分子离解及其对Hugoniot的物态方程的影响,获得的Hugoniot曲线与实验结果吻合得很好,同时发现Hugoniot曲线的软化是与氮分子离解形成氮聚合物有关。
尹训彦[2]（2020）在《纳米流体强化沸腾换热机制的分子动力学研究》文中研究表明内燃机气缸盖冷却水腔的良好冷却能力对内燃机的可靠性、经济性和动力性至关重要。冷却水腔内的传热方式主要以强迫对流换热为主;但在温度最高、热流密度极大的气缸盖鼻梁区,传热方式主要为沸腾换热。近年来,鉴于纳米流体良好的传热性能,研究者们试图将其应用于冷却水腔中,以达到强化传热的目的。到目前为止,纳米流体对强迫对流换热的强化效果已经被广泛地报道及证实,但是关于纳米流体沸腾换热的研究还没有统一的结论,纳米流体是否能够强化沸腾换热仍然存在着矛盾和争议,而传统的研究方法大多从宏观现象上推测纳米流体影响沸腾换热的机理,缺少理论依据。因此,需要采用有效的方法,从更深层次上探讨纳米流体影响沸腾换热的物理机制。分子动力学（MD）方法可以从微观角度准确地描述纳米流体的结构特点,它能够将影响纳米流体沸腾换热的因素离散开来,逐一进行研究,从而有效地揭示纳米流体的沸腾换热特性,为纳米流体在内燃机强化传热中的应用奠定理论基础。本文采用MD方法,首先将基础液中悬浮和沉积于壁面的纳米颗粒离散,在池沸腾状态下,分别研究悬浮和沉积的纳米颗粒影响沸腾换热的物理机制;随后将悬浮和沉积的纳米颗粒整体考虑,研究纳米流体的池沸腾特性,接着参考内燃机冷却水腔鼻梁区的强迫对流过冷沸腾过程,研究纳米流体的流动沸腾特性;最后揭示纳米流体强化沸腾换热的物理机制,并进一步探讨其在内燃机冷却水腔中应用的可行性。主要研究内容如下:（1）在池沸腾状态下,研究了悬浮纳米颗粒对沸腾换热的影响。分别建立了研究悬浮远壁和悬浮近壁纳米颗粒影响沸腾换热特性的计算模型,考虑了两种加热表面（光滑和非平）,分别研究了爆炸沸腾和蒸发过程中远壁和近壁纳米颗粒对换热特性的影响,随后考察了加热温度和纳米颗粒种类、尺寸及浓度对沸腾换热的影响规律。研究发现,悬浮纳米颗粒强化了沸腾换热,且近壁纳米颗粒的强化作用要略大于远壁纳米颗粒。远壁纳米颗粒跟随流体运动,其微运动主要对蒸发阶段流体内部的热量传递具有强化作用;而近壁纳米颗粒则被吸附在壁面未蒸发的液体薄膜上,不跟随流体运动,但其温度能够迅速达到壁面加热温度,成为新的加热源,从而向流体传递热量。（2）在池沸腾状态下,研究了壁面沉积纳米颗粒对沸腾换热的影响,建立了研究沉积纳米颗粒影响沸腾换热特性的计算模型。首先从接触角入手,发现沉积于壁面的纳米颗粒可以显着地减小壁面上液滴的接触角,初步验证了沉积纳米颗粒对壁面润湿性产生了一定的影响。随后研究了沉积纳米颗粒对沸腾换热的影响,发现沉积纳米颗粒可以缩短爆炸沸腾开始时间,使得气泡成核时间提前,增强了近壁处的热对流;同时,沉积颗粒增强了壁面润湿性及固液界面间的振动热匹配度,从而强化了壁面与流体间的热量传递效率。此外,纳米颗粒表面的润湿性受到表面活性剂的影响会发生一定变化,研究发现,随着沉积颗粒表面润湿性的增强,沉积颗粒对沸腾换热的强化作用增大。（3）研究了纳米流体的沸腾换热特性,主要包括饱和池沸腾、饱和流动沸腾和过冷流动沸腾。在饱和池沸腾及饱和流动沸腾中,考察了流速和加热温度对沸腾换热的影响。结果表明:与基础流体相比,纳米流体开始爆炸沸腾的时间更早,热流密度更大;随着加热温度的升高,纳米流体对沸腾换热的强化作用增强,并且流动沸腾中纳米流体的强化效果要大于池沸腾中;此外,随着加热温度的升高,流速对流动沸腾换热的影响越来越微弱,但适当的增大流速,可以在一定程度上避免近壁纳米颗粒的沉积。由于内燃机冷却水腔鼻梁区的传热方式为强迫对流过冷沸腾,因此研究了纳米流体的过冷流动沸腾特性。以水作为基础液,参考鼻梁区的温度,进一步扩大了加热温度研究范围,发现随着加热温度的升高,热流密度达到了 CHF,相比于基础流体,纳米流体的CHF增强了约70%。而若要将纳米流体应用于内燃机中,则必须确保纳米流体可以强化沸腾换热,这主要取决于壁面纳米颗粒沉积层导热热阻对传热的削弱作用和其他强化作用之间的相对大小。研究发现,在内燃机冷却水腔中,受到基础液流速和表面活性剂的影响,纳米颗粒不会不断地沉积,沉积层厚度不会持续增加。因此,与其他强化作用相比,沉积层导热热阻对传热的削弱作用在总换热量中占比较小,使得纳米流体能够强化冷却水腔中的沸腾换热。因此,将纳米流体应用于内燃机冷却水腔中是可行的。
第伍旻杰[3]（2020）在《冲击诱导金属铈同构相变的分子动力学研究》文中提出动态载荷下凝聚介质的动态响应过程是涉及凝聚态物理学、冲击动力学和材料科学等多个学科领域的重要研究课题。其中,材料的冲击相变是多年来备受关注的冲击波领域的研究难题。冲击相变现象的发生,使其动态响应变得更为复杂。铈（cerium,Ce）是一种稀土金属元素,其在不同的温度、压力条件下存在多种结构相,具有丰富的相变行为。其中在室温、约0.7 GPa压力条件下的α-γ一阶同构相变最吸引研究者关注,两相的晶体结构同为面心立方,体积却可以突变14%-17%。目前对该相变的机制描述主要有Mott相变、Kondo体积坍缩、熵驱动等多种理论模型。伴随着相变的发生,γ-Ce在冲击加载下的波阵面呈现为三波结构,依次分别为:γ-Ce弹性前驱波、γ-Ce塑性波、γ→α相变波。已有的研究大多是基于宏观物态方程和本构关系以及微观均匀体系研究,对于Ce的γ→α相变的非平衡过程中微结构的演化还缺少认识。分子动力学（molecular dynamics,MD）模拟是基于源自水平的确定性模拟方法,随着计算机性能的飞速发展,MD发展为冲击等非平衡过程中材料内部微结构演化研究的重要技术手段。在本文工作中,首先提出了一种新的Ce原子间作用势,针对该势函数性质进行了分析。采用该势函数,对Ce在静态压缩和冲击加载下的相变过程进行了 MD模拟研究,对其内部微结构的演化和动力学性质进行了系统分析。1.基于Rose物态方程和嵌入原子法（EAM）,构建了一种新的Ce原子间作用势。利用该势函数分别计算了γ-Ce和α-Ce两相的晶格常数、结合能、弹性常数以及晶体缺陷和声子谱。计算结果与实验和第一性原理计算符合较好。其中在室温（300K）条件下γ-Ce和α-Ce两相的熵相差约0.67 kB/atom。2.利用MD模拟方法,计算了 Ce在不同温度下的等温压缩线,预测了同构相变的发生。通过对径向分布函数和力学量的变化分析,确认两相均为面心立方结构,该相变为面心立方Ce的α-γ同构相变相变。MD模拟得到的α-γ相变的P-T相图与实验相符,相变临界温度为Tc≈550 K,临界压强Pc≈1.21 GPa。模拟结果表明,新发展的EAM势可用于Ce的α-γ相变的模拟研究。3.对Ce的冲击同构相变行为进行了大规模MD模拟,并考察了模拟结果对不同冲击方向的依赖性。模拟结果表明,在一定强度下单晶Ce中的冲击波阵面呈现为多波结构:在[001]和[011]晶向加载下表现为双波结构,依次为前驱波和相变波;在[111]晶向加载下波阵面分裂为弹性前驱波、γ-Ce塑性波、γ→α相变波,与已有的实验观察相一致。MD模拟得到的冲击波速Us-up以及P-u Hugoniot关系与实验符合得较好。MD模拟的冲击相变过程中,相较于静水压加载,冲击加载的相变压力条件偏低一些表明应力偏量对同构相变起了一定的促进作用。4.对冲击前后的微观结构进行了分析。[011]和[111]晶向的冲击加载前后局部晶格均为fcc结构,其中最后一个冲击波后体积明显坍缩对应于Ce的γ→α相变;对于沿[001]晶向的冲击加载,在相变过程中观察到了体心四方结构,当然这是由势函数的能量构型决定的,通过对不同变形路径的能量分析发现,本文EAM势确实存在着出现体心四方结构的可能。
余健恩[4]（2020）在《基于不同金属壁面的微观空化界面特性研究》文中研究指明空化是自然界中普遍存在的复杂现象,空化的危害性及应用价值性对水力机械、船舶工程等诸多领域都存在显着的影响。为了尽可能降低空化所造成的损害,充分利用空化的益应用,有必要对空化初生机理及本质进行全面深入研究,从而为进一步提高主动空化技术水平提供理论支持。本文基于分子动力学模拟方法,将空化初生的气泡成核过程与固液界面动力学相联系,研究液态水在不同金属（铜、铂、铁）表面的空化初生现象,并分析其界面特性。本文主要研究内容及成果如下:1.基于Coulomb和12-6 Lennard-Jones力场势能,选取SPC/E水分子模型,研究了液态水在铜、铂壁面的空化初生现象,对比分析了水中空化核初生过程、空化泡发展及体积变化、金属界面及空化泡壁界面作用能、水分子扩散规律以及径向分布函数,结果表明:（1）铜、铂壁面的水分子体系中发生的空化初生现象是金属表面的异质成核行为,即产生相应的临界空化核,临界核内气相水密度不断升高促使其进一步发展为空化空泡,同时伴随着由于液态水受到的负压拉应力而产生的汽液相变过程,此外在低温或者高温状态下液态水不易发生空化初生现象。（2）在空化泡的发展过程中,铜壁面水分子体系所受的力场势能比铂壁面体系更加稳定,且液态水中未出现其他空穴。在273K318K温度范围内,随着金属壁面水分子体系受到的负压拉应力不断增大,空化泡的体积均有不同程度的扩张,但铜壁面体系在308K的温度下以及铂壁面体系在318K的温度下空化泡的生长过程并不是始终呈现扩张的趋势,而是会在一段时间后出现收缩甚至消失现象。（3）水分子在铂表面的吸附作用强于铜表面,而其内部扩散速率相对较慢,并且铂表面体系的界面能量稳定性要优于铜表面体系,此外空化泡也存在一定的泡壁界面作用能以稳定气泡内外压力平衡。（4）温度影响水分子界面扩散速率,水分子在温度较高的体系中由于汽液相变加剧,因而具有更快的扩散速率。铂表面体系中水分子排布聚集程度相对明显。2.基于FeOH原子间的Reax FF反应力场势能,研究了体相水体系在金属铁壁面的空化初生现象,并分析了水中空化泡发展变化过程、Fe原子界面及空化泡壁界面作用能、体相水及壁面Fe原子的动态扩散特性和界面水排布规律,结果表明:（1）在空化泡的发展变化过程中,308K温度状态下的反应力场势能相对稳固。在力场适应阶段,空化泡体积的扩增趋势较为明显;在力场反应阶段,连续稳定的力场能量动态平衡致使空化泡平缓地扩张。（2）273K系统温度下的体相水在Fe原子壁面的界面吸附能相对较弱,同时当体系处于力场反应阶段时,其温度下的液态水中氧元素与壁面铁元素间发生的共价相互作用不明显。（3）在力场适应阶段,水分子扩散速率的增幅较为明显,其扩散势垒较大;在力场反应阶段,水分子扩散系数相对稳定,同时Fe原子在壁面中的扩散系数的增量较为明显。此外温度较高的体系中体相水及Fe-Fe间内部扩散相对较快。（4）体相水中氧原子间径向分布函数分布符合近程（2.455.65?）有序远程无序的规律,温度变化对水分子周围出现近程有序分布的峰值强度存在一定影响。而界面水在4000fs时刻的排布相对密集,同时在308K体系温度下能较好地定量体现其稳定的分布结构特性。
孙晨阳[5]（2020）在《液氩的热力学性质计算与组成结构分析》文中进行了进一步梳理在固体基础理论和气体理论发展相对成熟的今天,物质的另一种状态-液态的理论却仍然是凝聚态物理中尚未解决的难题。液体具有类似气体流动性的同时,也具有类似固体的原子间强相互作用,这种复杂的特征成为构建精确的液体理论的巨大障碍。基于能量最小多尺度模型（the energy-minimization multiscale,EMMS）的“介科学”理论的提出和发展为解决该问题提出了一种可能的途径。氩体系一级相变的过程可以从介尺度科学的角度进行分析,即气态和固态各有一种机制控制,液态为类气体和类固体两种状态的混合物,由该两种机制共同控制。本课题基于这样的目标,首先使用分子动力学模拟方法对氩体系进行了系统的模拟,计算了不同状态下的热力学性质,探究了不同截断半径的影响,分析了背后的物理成因和机制。然后,论文从介科学的视角出发,统计分析了液氩体系局域的不均匀结构特征,为简单液体热力学性质的精确描述在方法论上进行了探索。近年来在分子动力学方法研究LJ（Lennard-Jones）势氩系统中,越来越多的计算建议采用4.5σ甚至更大的截断半径（σ为氩原子的直径）。在NPT系综条件下,更大的截断半径可能更准确的描述LJ势氩体系的热力学性质和行为。为此我们研究了不同截断半径对常压下NPT系综氩系统熔沸点相图的影响,计算了不同截断半径下在氩系统的熔点及液相区域不同热力学状态点的径向分布函数和速度自相关函数,发现以熔点为基准,在距离其相同液态温区分率的热力学温度点能获得相同的热力学性质。并且在体积不变的NVT系综和NVE系综情况下,截断半径对径向分布函数和速度自相关函数计算结果的影响较弱。该工作为液氩模拟中截断半径的选择指明了一个新的思考方向,最终发现2.5σ的截断半径在模拟的准确性和计算性能上对于计算径向分布函数和速度自关联函数均能满足要求。然后在此基础上,从势能和动能竞争协调的角度出发分析了不同截断半径对热力学性质影响背后的物理成因和机制。更深入一步,本课题从模拟体系局域数密度和扩散系数出发,探究了液态体系静态结构和动力学上的不均匀性。采用零外压下硬球的扩散系数为参照,定量描述液态氩内部类气组分和类固组分比率的计算,统计了常压下NPT系综不同温度热力学状态下的类气类固组成。同时,以介尺度科学的观点研究了液体的热力学状态的微观过程,可将氩体系固-液-气相变视为体系原子间扩散和振动状态竞争协调的结果。固态可表达为由一种机制A控制,原子振动主导,气态可表达为由一种机制B控制,原子扩散主导,而液态可以看作由机制A（solid-like）与机制B（gas-like）竞争协调导致。该工作是不同于传统热力学的探索和创新,将会拓宽介尺度科学的应用范围,对液态中介尺度结构形成机理获得更深入认识,是介尺度科学理论普遍性的有力补充和完善。
刘清原[6]（2019）在《激光加工中单晶硅损伤机理研究》文中认为激光加工中,不同温度下单晶硅可表现出脆性和塑性。单晶硅的断裂特性随温度改变,传统的断裂力学方法不能内在表达温度带来的变化。此外,单晶硅不但经受准静态力学作用,还有激光引致冲击。激光冲击造成的晶体损伤超出了断裂力学的研究范畴。变化的材料物性和复杂的载荷环境,造成激光加工单晶硅损伤机理的多样性。控制激光加工中的微尺度损伤,需要深入理解损伤产生的机理。目前存在的主要问题有:1)对于激光加工中微尺度断裂的起始,基于连续介质理论的断裂模型缺乏物理基础,主要表现为微尺度信息需要在断裂模型中表达;2)激光加工中温度变化范围大,材料内部的断裂现象难以用一种断裂理论来描述。此外,温度作用下断裂强度的改变在传统断裂模型中不能描述;3)在微尺度损伤中,Griffith断裂模型忽略了耗散作用。虽然在非线性断裂问题可以用J断裂理论描述,但其在微尺度体系中的应用中还存在问题;4)对于激光冲击作用下的材料损伤,超出了断裂问题的分析范畴。此外,激光与损伤区域相互作用,需要考虑动态演变过程。微尺度断裂损伤与冲击损伤在激光加工中广泛存在,对它们的分析有助于理解加工损伤产生的机理,进而了解损伤产生的条件,从而为低损伤的实现指明方向。针对上述问题,本文使用断裂力学理论、分子动力学方法、冲击动力学知识以及实验手段进行单晶硅损伤机理的研究。针对激光加工中单晶硅损伤的形式,本文将微尺度损伤分为微尺度断裂损伤和冲击损伤两大部分。进行的工作如下:1)结合单晶硅的晶体信息对断裂模型进行修饰,构建单晶硅微尺度断裂损伤的半经验模型;2)使用热物理信息对前述半经验模型进行修饰,表达微尺度断裂损伤中温度作用与断裂强度变化的关系;3)讨论微尺度非线性断裂中等效J断裂模型的局限性,改进等效J断裂模型;4)对于高温区激光冲击造成的损伤,结合分子动力学与冲击动力学原理,研究损伤演化的动态过程和物理机制;5)对于激光冲击与缺陷的相互作用,使用分子动力学和冲击动力学知识,分析热-力作用下损伤区的演化过程;6)采用实验方法研究激光加工中单晶硅损伤的特点,结合损伤理论解释损伤产生的机理,在了解损伤产生机理的基础上调节加工参数实现对损伤的控制。通过上述研究表明,单晶硅的损伤过程存在动态、非线性与耦合效应,该过程中温度、晶体结构与力幅值均产生影响。通过将晶体结构信息引入断裂模型并通过等价变换,断裂分析可以不依赖传统的断裂相关参数,并且可以分析极小尺度的断裂损伤。通过将热物理信息引入断裂模型,温度作用对断裂强度的衰减作用得到了表达。结果表明,温度引起焓值增高、键能降低削弱了原子间的相互作用强度。对于非线性断裂,使用改进后的微尺度等效J断裂模型进行了分析。经过改进后的等效J断裂模型克服了传统模型的不足,并可以精确捕捉到非线性断裂过程键断裂的信息。此外,通过该模型可以得到动态断裂过程中耗散作用来源于原子结构畸变、局部的塑性变形以及材料的热耗散。冲击损伤过程中应力波的作用表现出力与热的强烈耦合。晶体结构的动态破坏过程中,松弛效应和晶体结构的演化影响能量的吸收。而在韧脆转变温度以上,低幅值应力波的作用可以使缺陷区快速的愈合。依据上述损伤产生与演化过程受控于热与力作用的特点,对于实验中较大功率下热损伤严重的问题,增大脉冲频率以降低单脉冲能量,同时提高单位时间脉冲间隔次数减少热累积与冲击作用,并观察损伤变化情况,实现加工区附近损伤程度的降低。
杨晓悦[7]（2019）在《镁双晶塑性变形机制的分子动力学模拟》文中研究指明镁及镁合金具有低密度、高强度的优异性能,同时又有较强的减振性、优良的抗磁性,且可回收性能好,在交通、医用、航天、国防等领域具有广阔的应用前景。通常,材料的力学性能跟它的微观结构及内在机制紧密联系。近年来关于纳米孪晶强韧化的一些研究结果表明,在材料中引入孪晶结构能够改善材料的强度和韧性。目前,计算机模拟技术被广泛用于研究纳米尺度材料的力学行为及变形机制。其中分子动力学方法可以通过追踪原子的微观运动细节来反映微结构的演化过程,进而用于研究材料的宏观力学性能,已成为衔接微观尺度到宏观尺度的重要桥梁。本文以含有{10（?）2}孪晶界的镁双晶纳米柱为研究对象,采用分子动力学方法,模拟并讨论了镁双晶纳米柱在压缩载荷作用下的塑性变形机制。并重点讨论了温度对镁双晶塑性变形行为的影响。本文主要研究工作和取得的进展如下:1.对含有{10（?）2}孪晶界的镁双晶在压缩载荷作用下的塑性变形行为进行了模拟和深入讨论,给出了孪晶界迁移的微观过程及不同变形阶段的主要微观机制。研究表明,初始塑性变形由孪晶界迁移主导,并存在B/P界面转化的行为;对于塑性流动阶段出现的应力波动现象,是由于孪晶界迁移和基面滑移之间的竞争导致的;结合施密特因子,对二者之间竞争机制进行详细讨论,并发现基面滑移对孪晶界的迁移具有一定的抑制作用;在较高的压缩应变条件下（ε=0.104）,纳米柱中出现{10（?）1}<10（?）2>新孪晶的形核。2.温度对镁双晶纳米柱塑性变形行为的影响（1）孪晶界迁移的临界应力随温度的升高而降低。这是因为原子在高温下愈加活跃,可以获得更多的能量来克服能垒,因此孪晶界迁移所需要的应力也越小。（2）塑性流动阶段,温度对基面上位错的形核及分解有显着影响,通过计算不同温度下基面滑移的广义层错能,得到:随着温度的升高,全位错越不易分解成肖克莱部分位错。当温度在200K以下时,基面位错主要以部分位错的形式出现;而当温度在200K以上时,基面位错主要以全位错的形式出现。此外,通过对微观变形过程的深入研究,发现:部分位错的形核随温度的升高逐渐变得困难。当温度在200K以上时,孪晶界附近未观察到部分位错形核。（3）温度对新孪晶的形核也有一定的影响。当温度为10K-200K时,纳米柱中出现{10（?）1}<10（?）2>孪晶;当温度为250K-500K时,纳米柱中只存在大量的基面位错,并未观察到新孪晶。这意味着,{10（?）1}<10（?）2>孪晶主要在低温时产生,高温下基面位错会对新孪晶的形核具有一定的抑制作用。
钱胜[8]（2019）在《纳米流体微结构对其传热传质的影响》文中认为纳米流体的概念由美国Argonne国家实验室Choi等人在1995年首次提出,是一种在液体介质（基液）中添加少量纳米颗粒（粒径一般从几纳米到几百纳米,材质通常为金属、金属氧化物、非金属有机化合物或无机化合物）形成的稳定悬浮液。因其大幅度增强基液的热传导能力而受到学者的广泛关注。纳米流体中悬浮的纳米颗粒可以增强其热传导,但纳米颗粒增强热传导的机理目前尚不明确。目前一些研究表明,纳米颗粒的聚集是提升纳米流体导热系数的重要机理之一。纳米颗粒聚集形态的分形维数大小对纳米流体的导热系数有着重大的影响。本文在平衡分子动力学下,采用Green-Kubo公式计算导热系数。同时,不同聚集形态下的分形维数采用Schmidt-Ott关系式计算。结果表明,在相同体积分数下,对比导热系数与分形维数可以发现,较低的分形维数下会有更高的导热系数。此外,通过径向分布函数可以看出纳米颗粒紧密聚集与松散聚集的差异。基液分子在纳米颗粒附近的纳米薄层中达到动态平衡。这有助于我们理解纳米颗粒聚集形态对导热系数的影响。这些研究结果对于指导不同应用领域采用不同微结构的纳米流体有着重要意义。此外,随着纳米燃料的发展,纳米颗粒行为对纳米燃料蒸发特性的影响引起学者的关注。含有纳米颗粒的纳米流体液滴的蒸发行为在纳米燃料燃烧中起重要作用。在纳米燃料液滴燃烧的最后阶段,纳米燃料液滴的平均蒸发速率将急剧下降,因为纳米颗粒在液滴表面上的聚集,形成空心壳。为了说明由纳米颗粒的运动行为而对纳米流体的表面张力以及平均蒸发速率造成影响的微观机理,基于布朗动力学的数值模拟方法,对纳米颗粒运动行为影响表面张力以及平均蒸发速率进行了探究。通过模拟不同体积分数以及不同纳米颗粒分布形态下的液体蒸发,最终发现,纳米颗粒的分布和纳米颗粒的体积分数将极大地影响纳米燃料液滴的平均蒸发速率。并且可以得出Dh定律,即纳米流体液滴的当量直径D的h次方与蒸发进行时间t成正比例关系,而h的大小与纳米流体中纳米颗粒的体积分数有关。该研究结论对于指导在纳米燃料中添加一定比例的纳米颗粒物以最有效提升其燃烧性能具有着重要意义。
刘海风,张弓木,张其黎,宋红州,李琼,赵艳红,孙博,宋海峰[9]（2018）在《氢氘物态方程研究进展》文中提出针对近二十多年的氢氘物态方程理论研究工作进行了综述分析,结合本课题组改进的自由能模型、直接量子蒙特卡洛和量子分子动力学方法的模拟结果,对多个研究小组采用不同方法获得的氢氘宽区物态方程数据进行了定量评估分析。结果表明:在当前理论框架下,仅基于第一原理数值模拟得到的氢氘物态方程能够描述的热力学相空间有限;多模型集成的H-REOS.3数据库在105K以下温度与数值模拟结果的相对差别较大,且数据稀少,二者均不能满足工程应用需求。建议采用基于半经验模型的宽区域物态方程研究方法,即结合高精度的实验研究、数值模拟和解析模型,构建满足工程应用需求的氢氘宽区实用物态方程。
马谦[10]（2018）在《温热稠密氢的电子离子耦合动力学研究》文中指出温热稠密物质结构和性质问题是高能量密度物理研究的前沿和热点课题,是研究天体物理、行星内部、惯性约束聚变的物理基础,对极端条件下材料的设计有重要的意义。温稠密物质是指密度在固体密度附近,温度在几个电子伏到几十个电子伏之间（费米温度附近）。同样,热稠密物质是指密度在固体密度附近,温度在几百个电子伏到几千个电子伏之间。随着实验技术的发展,人们可以在实验室产生温热稠密物质。这些实验平台,主要包括以美国国家点火装置为代表的大型激光设备,X射线自由激光器,以及氢气炮冲击压缩平台等,实验室产生温热稠密物质的技术日渐成熟。由于物质温度较高,动力学过程快,传统的光学诊断方法不能很好地诊断出物质的状态及动力学性质,当前,发展最快的是利用X射线汤姆孙散射技术诊断温热稠密物质状态。理论上,由于温热稠密物质密度较高,跨越了弱耦合和强耦合区间,现有很多理论模型的适用性需要验证,同时,电子也包含了部分简并和强简并区域,因此量子效应的影响也需要考虑。特别是电子离子温度弛豫过程,现有的理论模型跟实验结果相差很大。这给研究温热稠密物质性质带来了重大的挑战。首先,本文利用经典分子动力学方法研究了稠密氢中电子离子能量弛豫过程,离子温度固定在10 eV,电子温度从20 eV到200 eV,电子数密度从1.0×1022cm-3到1.0×10244 cm-3,在此条件下,电子处于全电离情况下。为了解决分子动力学中“库仑灾难”问题,我们引入了两种势函数,一种是HM势函数,一种是截断的库仑势函数。通过与现有理论模型的对比显示,经典分子动力学结果能够很好地与现有的理论模型符合,同时,我们研究了电子的交换效应对弛豫过程的影响,结果显示电子的交换作用使电子离子弛豫过程变慢,并且只有当耦合参数Γ>0.6时,电子的交换效应才明显。接着,为了深入理解温度弛豫过程中电子的量子效应和离子的强耦合作用的影响,我们引入了电子力场方法（electron force field method）。本质上,电子力场方法是一种波包动力学方法,离子用点电荷表示,电子用高斯波包表示,其中包含电子质心的平动和径向的振动。另外,动力学方程是通过把高斯波包带入薛定谔方程中得到的。这样就可以自洽地考虑分子的解离、电离、以及电子的激发和复合,而不需要人为地定义哪些电子是自由的,哪些电子是束缚的。本文利用电子力场方法继续研究了稠密氢中能量弛豫问题,结果显示,电子离子能量弛豫速率远小于现有的理论模型以及经典分子动力学方法,这跟现有的实验结论一致。本文对比了电子力场方法和经典分子动力学方法的平衡态结构、扩散系数以及平均自由程,深入分析了导致弛豫速率变慢的原因。结果表明,电子的简并、非局域化、量子散射以及与稠密环境的耦合共同导致电子离子温度弛豫速率变慢。最后,本文利用电子力场方法对温热稠密氢的输运性质进行计算,通过Green-Kubo公式计算电子的电导和热导。对于热稠密区域,由于温度比较高,电子波包会弥散,并且电子温度在费米温度以上,体系处于非简并区域,我们利用控制波包的方法,不让电子波包振荡,并且通过选取合适的波包大小,结果能够很好地与经典模型符合。同时我们考虑了离子间的碰撞对电子输运性质的影响。结果显示,离子的碰撞使电子的电导变小。
二、液氩多体作用势研究及其Hugoniot曲线的分子动力学模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、液氩多体作用势研究及其Hugoniot曲线的分子动力学模拟（论文提纲范文）
（1）高温稠密氮的高压相变和物态方程的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本课题的主要内容及章节简介 |
| 第2章 理论基础与计算方法 |
| 2.1 第一性原理计算方法 |
| 2.2 波函数方法 |
| 2.2.1 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.2.2 Hartree-Fock近似 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.3.2 Hobenberg-Kohn定理 |
| 2.3.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.3.4 局域密度近似(LDA) |
| 2.3.5 广义梯度近似(GGA) |
| 2.4 DFT-MD模拟 |
| 2.4.1 AIMD方法 |
| 2.4.2 系综理论 |
| 2.5 VASP简介 |
| 第3章 流体氮的高压离解相变和物态方程 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 计算结果与分析 |
| 3.3.1 结果检验 |
| 3.3.2 流体氮的等温物态方程与离解相变 |
| 3.3.3 雨果纽(Hugoniot)物态方程 |
| 3.3.4 氮的相图 |
| 3.3.5 物态方程数据拟合 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 研究生期间论文发表情况 |
（2）纳米流体强化沸腾换热机制的分子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 纳米流体池沸腾换热特性的研究 |
| 1.2.2 纳米流体流动沸腾换热特性的研究 |
| 1.2.3 纳米流体和纯流体沸腾的MD研究 |
| 1.2.4 纳米流体沸腾换热在内燃机中的应用 |
| 1.3 现有研究中存在的问题和不足 |
| 1.4 本文主要研究思路与内容 |
| 2 分子动力学模拟方法及模拟前期准备 |
| 2.1 MD模拟的基本原理 |
| 2.1.1 势函数 |
| 2.1.2 系综原理 |
| 2.1.3 控温方法 |
| 2.1.4 初始条件与边界条件 |
| 2.1.5 运动方程及数值求解方法 |
| 2.2 本文所需数据的统计方法 |
| 2.3 MD模拟的相关软件 |
| 2.4 模拟前期准备工作 |
| 2.4.1 MD模拟的可行性验证 |
| 2.4.2 MD模拟下的沸腾模式 |
| 2.4.3 模拟基础液的选择 |
| 2.4.4 模拟原子数的确定 |
| 2.4.5 爆炸沸腾开始时间t_(OB)的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 悬浮纳米颗粒影响沸腾换热特性的MD研究 |
| 3.1 悬浮纳米颗粒的计算模型 |
| 3.1.1 远壁和近壁纳米颗粒模拟模型 |
| 3.1.2 势函数及其参数 |
| 3.1.3 模拟过程 |
| 3.2 光滑表面上纳米流体的沸腾行为 |
| 3.2.1 远壁和近壁纳米颗粒对爆炸沸腾的影响 |
| 3.2.2 远壁和近壁纳米颗粒对蒸发的影响 |
| 3.2.3 加热温度对沸腾换热的影响 |
| 3.2.4 纳米颗粒种类对沸腾换热的影响 |
| 3.2.5 纳米颗粒粒径对沸腾换热的影响 |
| 3.2.6 纳米颗粒体积浓度对沸腾换热的影响 |
| 3.3 非平表面上纳米流体的沸腾行为 |
| 3.4 悬浮纳米颗粒强化沸腾换热的机理分析 |
| 3.4.1 流体微观结构的变化 |
| 3.4.2 纳米颗粒表面液体吸附层 |
| 3.4.3 悬浮纳米颗粒的运动状态 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 壁面沉积纳米颗粒影响沸腾换热特性的MD研究 |
| 4.1 壁面沉积纳米颗粒对接触角的影响 |
| 4.1.1 模拟模型 |
| 4.1.2 模拟算例 |
| 4.1.3 势函数及其参数 |
| 4.1.4 模拟过程 |
| 4.1.5 沉积纳米颗粒对液滴接触角的影响 |
| 4.2 壁面沉积纳米颗粒对沸腾换热的影响 |
| 4.2.1 模拟模型 |
| 4.2.2 势函数及其参数 |
| 4.2.3 模拟过程 |
| 4.2.4 沉积纳米颗粒对爆炸沸腾的影响 |
| 4.2.5 沉积纳米颗粒对蒸发的影响 |
| 4.3 壁面沉积纳米颗粒强化沸腾换热的机理分析 |
| 4.4 沉积纳米颗粒润湿性对沸腾换热的影响 |
| 4.5 沉积纳米颗粒影响沸腾换热规律的探讨 |
| 4.5.1 沉积颗粒粒径对沸腾换热的影响 |
| 4.5.2 沉积颗粒种类对沸腾换热的影响 |
| 4.5.3 颗粒沉积密度对沸腾换热的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 纳米流体沸腾换热特性的MD研究 |
| 5.1 纳米流体的饱和池沸腾 |
| 5.1.1 饱和池沸腾模型 |
| 5.1.2 势函数及其参数 |
| 5.1.3 模拟过程 |
| 5.1.4 加热温度对池沸腾换热的影响 |
| 5.2 纳米流体的饱和流动沸腾 |
| 5.2.1 饱和流动沸腾模型 |
| 5.2.2 势函数及其参数 |
| 5.2.3 模拟过程 |
| 5.2.4 流速对纳米颗粒沉积特性的影响 |
| 5.2.5 纳米流体流动沸腾和池沸腾的对比 |
| 5.2.6 流速和加热温度对流动沸腾换热的影响 |
| 5.3 纳米流体的过冷流动沸腾 |
| 5.3.1 过冷流动沸腾模型 |
| 5.3.2 势函数及其参数 |
| 5.3.3 模拟过程 |
| 5.3.4 模型准确性验证 |
| 5.3.5 加热温度对过冷流动沸腾换热的影响 |
| 5.4 纳米流体强化沸腾换热的机理分析 |
| 5.4.1 池沸腾和流动沸腾中纳米流体强化换热的共同机制 |
| 5.4.2 流动沸腾中纳米流体强化换热的额外机制 |
| 5.5 纳米流体强化沸腾换热在内燃机冷却水腔应用的可行性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）冲击诱导金属铈同构相变的分子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 冲击波 |
| 1.2.2 冲击相变 |
| 1.2.3 Ce及其α-γ同构相变 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 Ce的α-γ相变机制(实验) |
| 1.3.2 Ce的α-γ相变机制(理论模型) |
| 1.3.3 动态加载下Ce的α-γ相变 |
| 1.3.4 MD模拟 |
| 1.4 本文研究主要内容 |
| 第二章 分子动力学模拟方法 |
| 2.1 MD模拟的基本原理 |
| 2.2 原子间相互作用势 |
| 2.2.1 两体势 |
| 2.2.2 嵌入原子势 |
| 2.3 MD模拟中的边界条件 |
| 2.3.1 周期性边界条件 |
| 2.3.2 非周期性边界条件 |
| 2.4 冲击波加载的模拟方法 |
| 2.5 MD模拟中的数值积分算法 |
| 2.5.1 Verlet算法 |
| 2.5.2 速度Verlet算法 |
| 2.5.3 预计-校正算法 |
| 第三章 Ce的原子间经验作用势 |
| 3.1 EAM势的构建 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 面心立方Ce晶体的基本性质 |
| 3.2.2 晶体缺陷 |
| 3.2.3 晶格动力学 |
| 3.2.4 Ce的α-γ静水压相变 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 单晶Ce冲击相变的分子动力学模拟 |
| 4.1 建模与方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 波阵面结构 |
| 4.2.2 冲击Hugoniot关系 |
| 4.2.3 冲击固固相变 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作的主要进展与创新 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
| 致谢 |
（4）基于不同金属壁面的微观空化界面特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气泡成核研究现状 |
| 1.2.2 界面动力学的研究现状 |
| 1.2.3 ReaxFF反应力场的研究现状 |
| 1.3 课题研究的主要目的和意义 |
| 1.4 本课题的研究思路 |
| 1.5 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 微观空化模拟技术理论基础 |
| 2.1 密度泛函理论(DFT) |
| 2.2 牛顿运动方程及其数值求解 |
| 2.3 分子间相互作用势 |
| 2.4 边界条件 |
| 2.5 控温控压系综选择 |
| 2.6 分子动力学模拟软件的应用 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于铜、铂壁面液态水的空化初生过程模拟 |
| 3.1 模型与计算方法 |
| 3.2 模拟结果与分析 |
| 3.2.1 空化核的初生过程 |
| 3.2.2 空化空泡的发展过程 |
| 3.2.3 空化泡在水中体积变化 |
| 3.2.4 界面相互作用能 |
| 3.2.5 水分子扩散规律 |
| 3.2.6 水分子径向分布函数 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于ReaxFF反应力场的铁壁面液态水的空化初生过程模拟 |
| 4.1 力场理论与模拟参数设置 |
| 4.1.1 ReaxFF反应力场势能函数 |
| 4.1.2 模型设置与计算方法 |
| 4.2 模拟结果与分析 |
| 4.2.1 空化泡的发展变化过程 |
| 4.2.2 界面相互作用能 |
| 4.2.3 体相水及壁面Fe原子动态扩散特性 |
| 4.2.4 体相水在Fe原子表面上的排布规律 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究成果总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间工作成果 |
| 一、论文 |
| 二、科研项目 |
| 三、专利 |
（5）液氩的热力学性质计算与组成结构分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题的目的与意义 |
| 1.2 液态氩结构的研究进展 |
| 1.2.1 常态液氩 |
| 1.2.2 过冷液体 |
| 1.2.3 超临界流体 |
| 1.2.4 状态函数 |
| 1.3 介科学与EMMS原理 |
| 1.4 分子动力学模拟的基本原理与结构分析方法 |
| 1.4.1 引言 |
| 1.4.2 势能模型 |
| 1.4.3 运动方程的求解 |
| 1.4.4 系综的选择 |
| 1.4.5 边界条件的处理 |
| 1.4.6 结构分析方法 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 LJ势液氩系统热力学性质计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 截断半径对常压下氩体系熔沸点相图的影响 |
| 2.3 相同温度下截断半径对体系热力学性质的影响 |
| 2.4 截断半径对NPT系综相同热力学状态点的影响 |
| 2.5 截断半径对NVE系综的影响 |
| 2.6 不同截断半径的性能对比 |
| 2.7 结论 |
| 第3章 液氩体系的结构与组成分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液态氩静态结构模拟分析 |
| 3.2.1 统计网格的尺寸无关性 |
| 3.2.2 体系规模的尺寸依赖 |
| 3.2.3 局域数密度的不均匀性 |
| 3.3 液态氩动态结构的模拟分析 |
| 3.4 液态氩类气类固成分计算探究 |
| 3.5 结论 |
| 第4章结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 创新点 |
| 4.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）激光加工中单晶硅损伤机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景及意义 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| §1.2.1 脆性材料激光微损伤加工的研究现状 |
| §1.2.2 激光作用下材料损伤机理的研究现状 |
| §1.3 本文主要内容 |
| 第二章 激光加工材料损伤分析的方法及理论 |
| §2.1 简介 |
| §2.2 分子动力学理论 |
| §2.2.1 电子尺度理论与分子动力学的联系 |
| §2.2.2 分子动力学求解原理、系综理论及物理参量 |
| §2.2.3 分子动力学分析中单晶硅的势函数 |
| §2.3 单晶硅的力学特性 |
| §2.3.1 单晶硅的弹性特性 |
| §2.3.2 单晶硅的断裂特性 |
| §2.4 损伤理论与微尺度分析技术 |
| §2.4.1 激光加中材料的损伤理论 |
| §2.4.2 断裂理论 |
| §2.4.3 动态冲击损伤理论 |
| 第三章 半经验断裂模型及分子动力学分析 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 半经验断裂模型及分子动力学模型 |
| §3.2.1 半经验断裂模型 |
| §3.2.2 分子动力学计算模型设置 |
| §3.2.3 势函数的验证 |
| §3.3 本章结果与讨论 |
| §3.3.1 分子动力学模型可靠性讨论 |
| §3.3.2 理论强度 |
| §3.3.3 断裂应力 |
| §3.3.4 断裂韧度 |
| §3.3.5 半经验断裂模型的验证 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 变温下的半经验断裂模型及分子动力学分析 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 半经验断裂模型及分子动力学模型设置 |
| §4.2.1 本章分子动力学模型设置 |
| §4.2.2 本章温度相关的半经验断裂模型 |
| §4.3 结果与讨论 |
| §4.3.1 不同温度下的Griffith准则的验证 |
| §4.3.2 不同温度下的断裂韧度 |
| §4.3.3 温度相关断裂韧度退化的物理背景 |
| §4.3.4 半经验断裂模型的修饰 |
| §4.3.5 分子动力学模型和半经验断裂模型的对比 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 微尺度J断裂准则的分子动力学计算 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 模型和方法 |
| §5.2.1 分子动力学模型 |
| §5.2.2 分区域等效J积分模型简介 |
| §5.3 结果及讨论 |
| §5.3.1 传统等效J积分断裂模型失效的分析 |
| §5.3.2 裂尖周围势能的演化 |
| §5.3.3 整体势能与裂尖周围势能对比 |
| §5.3.4 等效J断裂过程的动态耗散现象 |
| §5.3.5 子区域等效J断裂方法对裂尖区演化过程的表述 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 激光引致高幅值应力波作用下高温区的动态损伤 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 分子动力学模型 |
| §6.2.1 激光-材料相互作用分子动力学模型 |
| §6.2.2 原子势函数 |
| §6.2.3 变温条件下的能量沉积 |
| §6.2.4 本章模型的简化假设 |
| §6.3 本章结果与讨论 |
| §6.3.1 激光引致的热-力交互作用 |
| §6.3.2 激光引致的损伤：位错带、预熔、虚熔、非晶化和散裂 |
| §6.3.3 激光功率密度的作用 |
| §6.3.4 基材温度的作用 |
| §6.3.5 晶向对激光引致动态损伤的影响 |
| §6.4 本章总结 |
| 第七章 激光引致低幅值应力波作用下高温区缺陷的演化 |
| §7.1 引言 |
| §7.2 模型和方法 |
| §7.2.1 分子动力学模型设置 |
| §7.2.2 本章势函数 |
| §7.2.3 Rankine-Hugoniot条件 |
| §7.2.4 简化及假设 |
| §7.3 本章结果与讨论 |
| §7.3.1 激光-材料作用中材料的动态响应 |
| §7.3.2 缺陷演化中温度的影响 |
| §7.3.3 冲击波幅值的作用 |
| §7.3.4 采用Rankine-Hugoniot条件验证分子动力学参数 |
| §7.4 本章小结 |
| 第八章 激光加工单晶硅微尺度损伤的实验研究 |
| §8.1 引言 |
| §8.2 实验设置 |
| §8.2.1 材料和实验设备 |
| §8.2.2 实验方法设置 |
| §8.3 实验结果及分析 |
| §8.3.1 空气中激光划切单晶硅微尺度损伤观测 |
| §8.3.2 水射流辅助激光划切单晶硅损伤的控制 |
| §8.4 本章小结 |
| 第九章 总结及展望 |
| §9.1 总结 |
| §9.2 展望 |
| 读博期间主要成果 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）镁双晶塑性变形机制的分子动力学模拟（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 镁及镁合金的塑性变形机制 |
| 1.2.1 晶体结构及主要滑移系 |
| 1.2.2 镁及镁合金中滑移与孪生竞争行为 |
| 1.3 纳米孪晶界对材料塑性变形的影响 |
| 1.3.1 孪晶界结构及其分类 |
| 1.3.2 纳米孪晶材料的研究现状 |
| 1.3.3 纳米孪晶界对镁的力学行为的影响 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 分子动力学方法与原理 |
| 2.1 基本原理 |
| 2.2 分子动力学的算法流程 |
| 2.3 运动方程的求解算法 |
| 2.3.1 Verlet算法 |
| 2.3.2 Velocity-Verlet算法 |
| 2.3.3 预估-校正算法 |
| 2.4 原子间作用势 |
| 2.4.1 简单对势 |
| 2.4.2 多体势 |
| 2.5 初始条件和边界条件 |
| 2.5.1 初始条件 |
| 2.5.2 边界条件 |
| 2.6 平衡系综及系综调节 |
| 2.6.1 平衡系综 |
| 2.6.2 温度调节 |
| 2.6.3 压强调节 |
| 2.7 缺陷分析方法 |
| 第3章 镁双晶纳米柱压缩变形机制及力学行为的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型与模拟方法 |
| 3.2.1 模型的建立 |
| 3.2.2 模拟方法 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 镁双晶初始塑性变形行为 |
| 3.3.2 镁双晶塑性流动阶段的变形行为 |
| 3.3.3 孪晶界迁移与基面滑移的竞争机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 温度对镁双晶塑性变形行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与模拟方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 温度对孪晶界迁移的影响 |
| 4.3.2 基面滑移的广义层错能分析 |
| 4.3.3 温度对基面层错能的影响 |
| 4.3.4 温度对新孪晶形核机制的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文及参与课题研究 |
（8）纳米流体微结构对其传热传质的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义 |
| 1.1.1 纳米流体增强传热机理的研究意义 |
| 1.1.2 纳米颗粒运动行为影响蒸发的研究意义 |
| 1.2 纳米流体强化传热研究 |
| 1.2.1 纳米流体强化传热机理的探索 |
| 1.2.2 颗粒聚集对纳米流体传热的影响 |
| 1.3 纳米颗粒影响纳米流体液滴蒸发研究 |
| 1.3.1 纳米燃料燃烧的研究 |
| 1.3.2 液滴蒸发的研究 |
| 1.3.3 采用数值模拟的研究 |
| 1.4 研究难点及解决方法 |
| 1.4.1 纳米流体强化传热的微观机理 |
| 1.4.2 纳米颗粒对蒸发特性的影响 |
| 第2章 分子动力学模拟基础 |
| 2.1 分子动力学模拟的发展历史 |
| 2.1.1 分子动力学模拟的概念 |
| 2.1.2 分子动力学模拟的早期历史 |
| 2.1.3 分子动力学模拟的理论发展与稳定算法 |
| 2.2 分子动力学模拟的应用于意义 |
| 2.3 分子动力学模拟的发展趋势 |
| 2.4 分子动力学模拟的技巧 |
| 2.4.1 周期性边界条件 |
| 2.4.2 势函数的近似技巧 |
| 2.4.3 最近邻像约定 |
| 2.4.4 势函数的截断近似 |
| 2.5 分子动力学模拟的统计力学基础 |
| 2.5.1 统计系综 |
| 第3章 纳米流体微结构对其导热系数的影响 |
| 3.1 数值模型 |
| 3.1.1 数值模型方程 |
| 3.1.2 势能函数参数选择 |
| 3.1.3 模拟系综选择 |
| 3.1.4 热导率计算方法选择 |
| 3.1.5 分形维数计算方法 |
| 3.2 模型有效性验证 |
| 3.2.1 纯氩导热系数模拟与实验结果对比 |
| 3.2.2 铜氩纳米流体导热系数模拟与已有模拟结果对比 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 纳米薄层增强导热的机理 |
| 3.3.2 颗粒不同的聚集方式及径项分布函数 |
| 3.3.3 分形维数与导热系数的关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 纳米流体微结构对其蒸发特性的影响 |
| 4.1 数值模型 |
| 4.1.1 数值模型方程 |
| 4.1.2 粗粒化模型 |
| 4.1.3 势能参数选择 |
| 4.1.4 纳米颗粒微结构设置 |
| 4.1.5 蒸发设置 |
| 4.2 模型有效性验证 |
| 4.2.1 表面张力验证 |
| 4.2.2 不同温度下的水分子分布状态 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 纳米流体微结构对表面张力的影响 |
| 4.3.2 纳米流体微结构对单侧蒸发率的影响 |
| 4.3.3 纳米流体微结构对双侧蒸发率的影响 |
| 4.3.4 纳米流体对D~2定律的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 本文的创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）氢氘物态方程研究进展（论文提纲范文）
| 1 氢氘物态方程理论研究 |
| 1.1 自由能模型 |
| 1.2 量子分子动力学模拟 |
| 1.3 量子蒙特卡洛模拟 |
| 1.4 实用宽区域理论模型 |
| 2 氢氘的理论物态方程评估 |
| 2.1 数据概况及评估思想 |
| 2.2 氢氘物态方程QMD模拟数据评估分析 |
| 2.3 氢氘物态方程QMC模拟数据评估分析 |
| 2.4 氢氘物态方程QMC模拟数据评估分析 |
| 2.5 氢氘理论物态方程评估结果讨论 |
| 3 结论 |
（10）温热稠密氢的电子离子耦合动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 极端条件下物质的实验研究 |
| 1.3.2 温热稠密物质的理论研究 |
| 1.3.3 稠密物质中能量(温度)弛豫过程的研究 |
| 1.4 本文主要研究内容和方法 |
| 第二章 理论方法 |
| 2.1 分子动力学基本理论方法 |
| 2.1.1 分子动力学基本思想 |
| 2.1.2 运动方程的求解 |
| 2.1.3 势函数的选取 |
| 2.1.4 温度的控制 |
| 2.1.5 程序的实现 |
| 2.2 电子力场基本理论方法 |
| 2.2.1 Ehrenfest定理 |
| 2.2.2 波包分子动力学 |
| 2.2.3 电子力场方法 |
| 2.3 LAMMPS分子动力学软件简介 |
| 第三章 稠密氢中电子离子能量弛豫过程的经典分子动力学模拟 |
| 3.1 能量弛豫过程的研究背景 |
| 3.2 模拟方法及步骤 |
| 3.3 结果讨论及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 稠密氢中电子的量子效应及其与离子的耦合对电子离子能量弛豫过程的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟方法及其过程 |
| 4.3 稠密氢的结构研究 |
| 4.4 电子的量子效应对能量弛豫过程的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 稠密氢中电子的量子效应对输运性质的影响 |
| 5.1 输运性质的计算方法 |
| 5.2 温稠密氢中电导热导的计算 |
| 5.3 热稠密氢中电导的计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、液氩多体作用势研究及其Hugoniot曲线的分子动力学模拟（论文参考文献）
- [1]高温稠密氮的高压相变和物态方程的第一性原理研究[D]. 刘海燕. 西南大学, 2021(01)
- [2]纳米流体强化沸腾换热机制的分子动力学研究[D]. 尹训彦. 大连理工大学, 2020
- [3]冲击诱导金属铈同构相变的分子动力学研究[D]. 第伍旻杰. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [4]基于不同金属壁面的微观空化界面特性研究[D]. 余健恩. 江苏大学, 2020(02)
- [5]液氩的热力学性质计算与组成结构分析[D]. 孙晨阳. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2020(02)
- [6]激光加工中单晶硅损伤机理研究[D]. 刘清原. 桂林电子科技大学, 2019(01)
- [7]镁双晶塑性变形机制的分子动力学模拟[D]. 杨晓悦. 武汉理工大学, 2019(07)
- [8]纳米流体微结构对其传热传质的影响[D]. 钱胜. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [9]氢氘物态方程研究进展[J]. 刘海风,张弓木,张其黎,宋红州,李琼,赵艳红,孙博,宋海峰. 高压物理学报, 2018(05)
- [10]温热稠密氢的电子离子耦合动力学研究[D]. 马谦. 国防科技大学, 2018(02)