六次指数势的正则系综分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟正则系综中高密度氢在六次指数势作用下的动力学行为,考察了系统动能,势能和总能量随模拟时间步的变化关系。     

GROMOS96分子动力学模拟的并行优化算法

介绍了流行的分子动力学软件GROMOS96中的MD算法 ,分析了制约GRO MOS96性能的原因 ,并提出一种优化的算法 ,将邻域原子搜索的时间复杂度从O(N2 )降低到O(NlogN) ;同时并行化了GROMOS96算法 ,并进一步在国产曙光并行机上开发了基于MPI的软件 ,证实了性能的改进     

银纳米线熔化过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法和量子修正的Sutton-Chen（QSC）多体势研究了不同尺寸的银纳米线的熔化动力学过程．模拟结果表明；银纳米线的熔点要比银的体材料的熔点低得多，并且与纳米线的直径的倒数成线性关系，当纳米线的直径越大时，其熔点越高，表现出了明显的尺寸效应．银纳米线的熔化过程首先从表面开始，并逐步向内部发展，直至核心区域．当温度高于熔点时，银纳米线逐渐熔化、断裂，最后形成球形团簇．     

铁熔体快速冷却过程的分子动力学模拟

利用LAMMPS建立8×8×8原子箱,采取EAM模拟大量铁原子体系。先对体系升温,让体系充分均匀,然后对体系进行不同冷却速度下的降温。经过分子动力学模拟得到能量温度曲线、径向分布函数(RDF)和体系结构。结果表明:冷却速度低于1.8×1010K/s时,结晶相变点和熔点基本重合;冷却速度超过1012K/s时,生成物为非晶;铁熔体的过冷度可达到700 K;冷却速度在1011K/s附近时,能够生成体心立方的Fe单晶。     

团簇在金属表面沉积过程的分子动力学模拟

在冷喷涂过程中,喷涂粒子被超音速气流加速到较高的速度,在低于喷涂材料熔点的温度下撞击基体,发生剧烈的塑性变形而沉积形成涂层.但是由于高速粒子碰撞变形的瞬时特点,不能对粒子变形沉积过程进行直接观察,通过对Ni团簇在Cu基体上的沉积过程的分子动力学模拟,可以观察到团簇撞击基体并在基体上沉积的过程,以及团簇和基体的形貌变化;另外,通过计算团簇原子进入基体表面层的数量探讨了影响团簇沉积过程的主要因素.     

磁场作用下水溶液结晶过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对不同磁场、温度条件下水溶液的结晶过程进行了模拟研究。计算结果表明 ,水溶液的结晶成核速率和晶体生长速率与磁感应强度之间具有多极值关系 ,特别在常温以及磁感应强度为 0 .2 5T时 ,磁场对水溶液结晶参数的影响最为明显。     

油水界面上AOT聚集行为的分子动力学模拟

用分子动力学模拟（MD）方法研究了2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠（AOT）在异辛烷／水界面的聚集行为．结果发现：AOT作为界面改性剂可以在油水界面形成单分子层,并随着浓度的增加从不饱和到饱和、从无序到有序发展;由于存在静电相互作用,盐（NaCl）的加入可以改变表面活性剂在油水界面的排列．     

Si在Si（111）表面吸附过程的分子动力学模拟

利用Tersoff半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了荷能的硅原子在Si(111)表面的吸附过程.对100K时,初始入射动能分别为5,15,25,30eV的硅原子从6个不同位置轰击Si(111)表面进行了模拟,观察到了硅原子在Si(111)表面形成的吸附结构,并讨论了不同入射位置和入射能量对吸附结构的影响.结果表明,硅原子相对于表面不同的局部构型发生不同的碰撞过程,而硅原子入射能量的提高有利于成键过程的发生,从原子尺度模拟了沉积机制.     

聚乙烯醇相变过程中的结构和物理性质的分子动力学模拟

基于分子动力学模拟研究聚乙烯醇(PVA)在加热和冷却过程中的结构特征和物理性质,获得了聚乙烯醇的一些重要的热力学和动力学数据。通过分析体系的键长分布、键角分布、二面角分布及全局取向有序参数考察聚乙烯醇的结构特征。结果表明:聚乙烯醇的聚合度与玻璃化转变温度(Tg)的关系与Ellis关系式吻合较好。在给定温度下,体系链越长,分子迁移率越小,黏度越大。另外,温度在Tg以上黏度值基本保持常数,而温度在Tg以下,无定形体系的黏度值是随着温度的升高而降低的,该结果与预测结果一致。     

分子动力学模拟在矿物浮选中的研究进展

浮选药剂是实现矿物选择性分离的关键,尤其是组合药剂在矿物浮选中应用广泛。药剂性能的发挥与其在三相界面的微观吸附结构及组装行为密切相关,从微观层面探索药剂的作用机制成为近年来的研究热点。随着高性能计算的飞速发展,分子动力学模拟逐渐成为研究矿物浮选行为的有利工具。本文以硅酸盐矿物浮选体系为例,论述近年来组合捕收剂在硅酸盐浮选分离中的应用,阐述研究者对药剂在水溶液体系、气-水界面及矿物-水界面的分子动力学模拟研究进展,指出目前模拟研究中存在的问题,并对分子动力学在矿物浮选中的应用发展前景进行展望。     

液态甲醇微观结构的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对298 K,0.78 g/cm3的液态甲醇的蒸发潜热、自扩散系数、体系的微观构型、径向分布函数和甲醇分子间的氢键结构进行了模拟研究.结果表明,甲醇的蒸发潜热和自扩散系数的模拟结果与实验数据符合.采用计算机图形技术得到了体系达到平衡时其微观构型的物理图像;对氢键的结构分析表明,形成两氢键的甲醇分子的摩尔分数为77.39%,每一甲醇分子形成氢键的平均数目为1.902;形成氢键的两甲醇分子O…O—H取向角分布曲线在12.2°处出现峰值,取向角θ小于12.2°的甲醇分子的摩尔分数为57.39%,形成氢键的甲醇分子取向几乎呈线性分布;氢键的平均寿命为12.6 ps.     

可卡因与其降解抗体15A10的分子对接及分子动力学研究

可卡因是一种精神依赖性药物．它首先作用于大脑皮层使之兴奋,然后由过度兴奋转为抑制,可卡因最重要的作用是对中枢系统的刺激作用,可卡因中毒后,先是感到欣快,随后会出现情绪不安、恶心、呕吐等症状．严重者出现脉搏增快、血压增高和呼吸加快,可引起高血压及其各种合并症,导致室性纤颤、呼吸和循环系统衰竭而死亡。显然,发展一种合适的抑制剂去治疗可卡因的滥用和上瘾是十分困难的,因为可卡因本身就是一个抑制剂,这意味着要用一个毒性更高的抑制剂去抑制可卡因的作用,既然很难在中枢神经系统中设置一个阻碍可卡因的小分子,我们可以考虑在可卡因到达中枢神经系统之前将之降解,     

超薄膜润滑的分子动力学模拟

超薄膜（膜厚趋于分子量级）的摩擦特性与宏观流体膜有很大的不同,与超薄膜的微观结构有密切的关系。本文应用可以同时模拟超薄膜宏观和微观特性的分子动力学模拟（ＭＤＳ）方法,研究了超薄膜的微观结构与摩擦学特性间的关系,发现了平行于壁面的层状类固态结构;固液作用强度及膜厚大小对类固态结构有着明显的影响;超薄膜的极限膜厚由类固态与液相的比例决定。这种微观结构的相变改变了超薄膜的摩擦学特性。模拟中还发现了剪切诱导的微观构型。     

纯铁液凝固过程的分子动力学模拟

为了研究纯铁熔液体系在凝固过程中的演变行为,采用分子动力学方法和带有范德瓦尔斯项的长程F-S势函数对液态Fe凝固过程的结构和能量演变进行模拟。径向分布函数、原子均方位移函数和Fe原子的聚集状态变化图像显示,凝固过程是Fe原子由无序向短程有序再向长程有序的变化过程,其中的短程有序结构可能是Fe原子组成的团簇结构;凝固过程中体系的总能量变化呈逐渐降低,Fe单质完美晶体的凝固温度约为2400 K。     

氯化钠促进溶菌酶聚集机制的分子动力学研究

氯化钠能够在一定的条件下促进溶菌酶发生聚集,但其具体的作用机制目前还尚不明确.采用分子动力学模拟的方法研究了鸡溶菌酶单体在含500 mmol/L NaCl和不合NaCl两种体系中的结构变化.模拟的结果表明:NaCl能够使溶菌酶聚集关键区域(40～110位残基)内二硫键cys76-cys94的结合强度减弱,同时破坏了该区...     

金属钨中氦团簇扩散与形核特性的分子动力学研究

本文应用分子动力学方法模拟研究了氦团簇在金属钨中的扩散特性,得到了不同大小团簇的扩散系数,结果表明氦团簇越大,扩散越慢.氦团簇越大越容易激发出自间隙钨原子,且大的氦团簇只需要很低的钨基体温度即可激发.在金属钨中加入125个氦原子（氦浓度低于0.1%）,研究了氦团簇的形核特性.通过比较氦团簇、自间隙团簇和空位团簇3种缺陷的尺寸分布发现,氦团簇的尺寸在800 K达到最大值,其它两种缺陷尺寸随温度的增加而逐渐增大.     

Three-dimensional molecular dynamics simulation of hydrogen-enhanced dislocation emission and crack propagation

A three-dimensional molecular dynamics simulation using the embedded atom method (EAM) potentials shows that for both pure Ni and Ni+H, dislocations are firstly emitted during loading and the crack propagates after enough disloca tions are emitted. In the case of hydrogen embrittlement, local plastic deformat ion is a precondition for crack propagation. For the crack along the (1 11) slip pla ne, one atom fraction in percent of hydrogen can decrease the critical stress in tensity for dislocation emission KIe from 0.42 to 0.36 MPam 1/2, and that for crack propagation KIp from 0.80 to 0.76 MPam1/2. Therefore, hydrogen enhances dislocation emission and crack pro pagation.     

温度和外加电场对水分子团簇影响的分子动力学模拟

应用分子动力学（MD）模拟方法研究了温度从273～373K，电场强度从0-2×10^10V／m时水分子团簇的热力学性质、微观结构和动力学性质．研究发现，内能与温度成正比与电场强度成反比，通过分析径向分布函数，我们得知，温度升高使水的氢键作用减小，外加电场增加使氢键作用增强，使水的有序程度加强．水的自扩散系数随温度升高而增大，随电场强度的增加而减小，且在低温时，有电场时水的自扩散系数是无电场时的十分之一．     

消息传递接口在分子动力学模拟中的应用

廉价高性能的PC机为组建具有优异性能、适宜于承担大任务的集群系统提供了良好的资源保障.将消息传递接口应用于分子动力学模拟过程,给出了完整的模拟方案和任务拆解方法,成功搭建了PC集群系统,讨论了并行效率,并与单机多核下的多线程/进程方案进行了对比.     

计算机模拟聚合物纳米复合材料导电导热的研究进展

总结了作者课题组采用分子动力学模拟方法,在聚合物纳米复合材料导电导热方面取得的研究进展。研究结果表明,高的聚合物导电填料相互作用能、中等的分子链功能化改性度、中等的导电填料表面接枝分子链数目、中等的本体交联密度以及中等比率的聚合物共混有利于导电填料网络的形成,进而得到高的材料电导率。另外,外加剪切场和电场会显著地致使导电填料沿着外场方向取向,进而获得导电各向异性材料。当外加剪切场和电场撤去后,导电网络会逐渐地回复到初始值,这个回复过程可以用一个模型来描绘。对于导热性能,聚合物填料界面热导率与填料接枝密度成正比;随着接枝长度的增加,聚合物填料界面热导率先上升后逐渐趋于恒定;然而填料热导率随着接枝密度的上升而显著下降,最终在中等接枝密度下材料的热导率达到最大值。此外,填料间热阻可以用一个热环流模型来描绘。最后,分子链接枝填料末端会显著提高材料的热导率。这些基础问题的探讨将为制备高导电高导热的聚合物纳米复合材料提供重要的科学依据与理论指导。