硝酸钾电解质溶液的结构和热力学性质的计算机分子模拟

对硝酸钾电解质溶液进行了分子动力学计算机模拟研究。水分子采用简单点电荷（SPC）三节点模型，钾离子被看作带电硬球，硝酸根离子采用刚性四节点模型，同时考虑节点间的库仑长程作用和L-J相互作用，对库仑长程作用采用EWALD求和方法进行计算。研究结果表明，随着溶液浓度的增加，水-水相互作用的总势能绝对值升高；高浓度溶液中水水作用能的升高与水分子排列有序化程度的提高有关，即在浓溶液中水分子的偶极取向更加有序化，说明有更多的水分子参与水化。     

硝酸钾电解质溶液的结构和热力学性质的计算机分子模拟

对硝酸钾电解质溶液进行了分子动力学计算机模拟研究.水分子采用简单点电荷(SPC)三节点模型,钾离子被看作带电硬球,硝酸根离子采用刚性四节点模型,同时考虑节点间的库仑长程作用和L-J相互作用,对库仑长程作用采用EWALD求和方法进行计算.研究结果表明,随着溶液浓度的增加,水-水相互作用的总势能绝对值升高;高浓度溶液中水-水作用能的升高与水分子排列有序化程度的提高有关,即在浓溶液中水分子的偶极取向更加有序化,说明有更多的水分子参与水化.     

氩气热力学参数和输运系数的分子动力学模拟

运用一维分子动力学模拟的方法计算了由氩气分子组成系统的热力学参数和输运系数，并与相应的三维分子动力学模拟的结果及实验数据进行了比较，发现运用一维分子动力学模拟能够得到比较接近宏观真实系统的某些物理性质，并减少计算时间。该方法能够模拟计算分子数目更多的系统。因此，对所研究系统的某些物理性质来说，一维分子动力学模拟是一种有效的分子模拟方法。     

HFC-227ea热力学物性的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟算法研究了七氟丙烷 (HF C-2 2 7ea)的热力学物性。通过将 HFC-2 2 7ea作为极性的两质点 L ennard-Jones流体处理建立了相应的势能模型。利用等温等压系综 +测试粒子 (NPT+ Test Particle)算法对 HF C-2 2 7ea的气液相平衡性质、过冷液和过热蒸气性质进行了模拟。模拟结果与美国国家标准研究所 (NIST)的数据库的最大相对偏差分别在 1.3 % (单相区 )和 1.6% (气液平衡区 )以内 ,表明该模拟方法已可用于物性的预测和工程实际     

分子动力学模拟研究流体微观结构和扩散性质

通过分子动力学模拟得到了纯水，超临界水以及电解质溶液的微观结构，从而对因液相变，离子水化，离子配位数等做出了微观解释与证明，通过分子动力模拟了有机物在超临界二氧化碳中的扩散系数，在几十个研究体系中取得了与实验值较吻合的结果，并以此为基础，提出了一个普遍化的扩散系数预测方法，通过这些工作，既从微观上阐述了现象的本质，又在宏观上得到了可方便的应用于工程设计的结果，表明了分子模拟作为一种先进的科学研究手段将得到越来越广泛的应用。     

分子动力学模拟乙醇／水二元混合物的扩散性质

采用分子动力学方法模拟乙醇／水混合物的扩散性质．模拟中乙醇分子采用点点刚性模型,水分子采用TIP4P模型,在全浓度范围内计算乙醇和水的自扩散系数,分别与实验值和文献的MD模拟值比较．水溶液中,水的自扩散系数描述为结合水分子和自由水分子的综合贡献．计算结果表明,我们采用的乙醇和水的模型对正确描述乙醇／水混合物扩散性质是可行的．     

TiO2多晶结构的分子动力学研究

采用在经典离子晶体作用势中附加莫尔斯势,并进行必要量子化修正,对ＴｉＯ２的金红石、锐钛矿和板钛矿型晶体结构随温度、压力的变化特性进行分子动力学模拟计算,获得了比以往更为精确的模拟结果,并对高温高压下的结构特性做出了预测性计算模拟．     

立方ScN、GaN的结构和高温热力学性质的第一性原理研究

通过第一性原理计算了ScN和GaN立方氯化钠相的结构、声子及高温热力学性质;并采用超胞方法计算声子态密度,通过准谐近似计算得到了ScN和GaN的热膨胀系数、热熔及熵值随温度的变化关系,所得结果与现有实验值符合较好.     

纳米单晶氩扩散性质的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法对纳米单晶氩的扩散性质进行了模拟研究。采用L-J12-6势函数描述氩原子势,半步长的Leap-frog算法求解运动方程,Berendsen热浴法调温,P-R方法调压,在充分弛豫后进行扩散模拟的时间为100 ps,计算得到了10个恒定温度下原子均方位移(MSD)与时间(t)的关系曲线。根据MSD-t曲线特点,分为初始阶段和稳态阶段2个阶段进行数据处理。利用Einstein关系求出了稳态阶段的扩散系数D,由Arrhenius表达式求出了纳米单晶氩的稳态扩散常数D0为0.100 004 509 m2/s、稳态扩散激活能Q为4.848 81×10-21J。     

熔盐萃取法深度除去金属锂中钠和钾的热力学分析

针对传统锂工业中很难得到低钠和钾的金属锂,首次提出了溶盐萃取法,并进行了萃取过程的热力学分析和探索性实验研究.热力学计算结果表明,在923 K的萃取温度下,钾不仅能够直接与LiCl进行反应,而且还能与Li2Cl进行反应,而钠只能与Li2Cl进行反应,因此利用高纯氯化锂萃取金属锂中的钠和钾是可行的.探索性实验结果表明,熔盐萃取法可除去金属锂中的钠和钾,尤其是除钾效果比较明显,这与热力学分析结果基本吻合.     

多氯苊化合物分子结构和热力学性质的理论研究

采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311G**水平上对35个多氯苊化合物的分子几何结构进行了全优化计算,并获得它们在理想气体状态的一些热力学性质参数,研究了这些性质与氯原子数目和位置的关系,根据多氯苊化合物的相对标准生成Gibbs自由能的大小,得到它们的热力学稳定性顺序.结果表明:所有多氯苊分子中除4个氢原子以外的其他原子都在同一平面上.多氯苊最稳定异构体的ΔfHθ及ΔfGθ随Cl原子数目增加而发生的变化与最不稳定异构体不同.具有相同数目氯原子的多氯苊异构体的ΔfHθ和ΔfGθ与氯原子的取代位置有很大的关系,其相对热力学稳定性主要由分子内的处在不同六元环上的邻近Cl…Cl核排斥作用决定.     

用CSD方程计算R290、R600、R600a、戊烷的热力性质

本文用ＣＳＤ方程计算了Ｒ２９０、Ｒ６００、Ｒ６００ａ、戊烷的热力性质。这几种天然碳氢化合物的ＣＳＤ方程常数值可用于其混合工质的汽液相平衡计算。     

水化硅酸钙力学性能分子动力学模拟方法对比研究

对水化硅酸钙凝胶(C-S-H)的力学性能分子动力学模拟方法进行了对比研究。以Tobermorite和Jennite晶体作为CS-H纳观结构的模型,建立3倍晶胞分别在COMPASS、COMPASS II两种力场下进行分子动力学模拟,得到纳观结构的力学性能。然后根据Powers和Jennings水化模型,引用自融洽(SC)和Mori-Tanka均匀化方法考虑孔隙率因素,计算C-S-H凝胶的力学性能。研究发现,COMPASS力场对C-S-H力学性能的模拟更好;SC方法计算的结果更为接近试验值;Tobermorite 11和Jennite结构模型在力学性能模拟方面更准确;Jennings水化模型与原子模拟研究技术结合较好。     

基于分子动力学模拟的含缺陷石墨烯力学性能的研究

基于分子动力学模拟的方法,研究了空位缺陷的位置、形状以及原子缺失率对石墨烯杨氏模量的影响。研究结果表明,单空位缺陷的位置对石墨烯杨氏模量有一定的影响,当施加应力方向与边缘缺陷的截面方向相同时,边缘缺陷比中间缺陷使得石墨烯的杨氏模量下降更少。研究结果还发现,映射横向长条状缺陷、映射纵向长条状缺陷、映射圆孔状缺陷和随机缺陷都使得石墨烯杨氏模量随着原子缺失率的增大而减小。对于映射圆孔状缺陷和随机缺陷,锯齿型石墨烯杨氏模量减小的幅度与扶手型的减小幅度相差不大。对于映射横向长条状缺陷和映射纵向长条状缺陷,锯齿型和扶手型石墨烯杨氏模量的减小幅度相差较大,这与石墨烯的手性矢量方向和条状缺陷方向是否一致有关。     

Al冲击熔化的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法,对金属Al的冲击熔化过程及平衡熔化过程进行实际研究,并通过对径向分布函数的观察,给出了确实可信的研究结果。