二维微槽道内的流动模拟

直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)通过计算机跟踪仿真分子的运动,求解稀薄气体流动规律.选用硬球模型模拟仿真分子间的碰撞,编写DSMC的计算程序,模拟处于滑流和过渡流动领域的二维微槽道内气体流动.结果表明,气体流动在边界附近出现速度滑移和温度跳跃.计算结果和理论值相吻合.     

气体分子扩散的蒙特卡罗模拟

使用蒙特卡罗方法,对气体分子在背景气体中扩散的过程进行了计算机模拟,背景气体均匀分布于三维无界空间中。模拟结果显示,气体分子的扩散是各向同性的,扩散经历的时间越长,分子分布的范围越大,分子扩散的方均位移与时间成正比关系。使用本文的模拟方法还可估算气体扩散系数的数量级,对1标准大气压下、15°C时氧气的自扩散系数,以及氧气在氮气中的互扩散系数进行了估算,得到的扩散系数数量级与实验测量结果符合得很好。     

小分子气体在烯烃共聚膜中扩散行为的分子动力学研究

采用分子动力学模拟方法,研究了小分子气体(氧气分子和氢气分子)在烯烃共聚物乙烯/1-己烯膜中的扩散性能。主要探讨了分子主链结构中共聚物单体的比例,以及气体分子大小对扩散系数和自由体积的影响。模拟过程中采用Compass力场,对共聚物模拟体系进行NPT系综动力学优化,计算得到其密度,并与实验值进行对比,使模拟体系接近于真实体系;随后进行NVT模拟,得到500ps时间的小分子运动轨迹,由爱因斯坦方程计算出气体分子在烯烃共聚物中的扩散系数,并与文献报道的实验数据进行对比。结果表明,随着共聚物中1-己烯含量的增加,氧分子和氢分子的扩散系数也呈增大趋势,与共聚物中分子间相互作用力的变化分析一致。说明分子动力学模拟方法是一个有效计算、预测小分子在不同比例烯烃共聚物中计算扩散系数的方法。     

大学物理教学中数值模拟实验的设计和研究

结合大学物理、大学物理实验和数值计算模拟的特点,根据不同年级的学生分别设计了简谐振动合成、行星运动轨道和气体分子速率分布函数等三个计算机模拟实验。分析了每个计算模拟实验的设计思路,并对所解决的问题进行分类。通过实验教学,提高了教学效率,激发了学生的学习兴趣,培养了学生素质,起到了很好的效果。     

《气体分子运动论》教学探讨

气体分子运动论是关于气体的微观理论。它以宏观物体的分子——原子结构假设和分子的运动假设为基础,运用统计方法,解决与揭示气体宏观规律的本质;确定宏观量与微观量之间的关系。具体说来,就是要揭示宏观量压强、温度、内能的微观本质;解释气体的一些实验定律(阿伏伽德罗定律;波义耳定律;查理定律;盖·吕萨克定律;道尔顿分压定律等);阐明气体分子热运动的三条统计规律(气体分子热运动动能的统计规律——能量按自由度均分原则;气体分子速率的统计分布规律——麦克斯韦分布律;气体分子碰撞频率的统计规律——分子的平均碰撞次数和平均自由程)。     

大学物理教学中数值模拟实验的设计和研究简

结合大学物理、大学物理实验和数值计算模拟的特点,根据不同年级的学生分别设计了简谐振动合成、行星运动轨道和气体分子速率分布函数等三个计算机模拟实验.分析了每个计算模拟实验的设计思路,并对所解决的问题进行分类.通过实验教学,提高了教学效率,激发了学生的学习兴趣,培养了学生素质,起到了很好的效果.     

固氮酶Fe-Mo辅因子空间构型模拟——分子力学在分子模型设计中的应用

在分子模型设计中交替使用分子图形学软件和分子力学优化计算,用计算机模拟固氮酶Fe-Mo辅因子空间构型,从而为进一步的理论研究提供了一个非实验方法的有效手段。     

用计算机数据采集精确测量气体的摩尔热容比

用计算机快速采集和处理数据，测量了氩气、氧气、二氧化碳气体的摩尔热容比，结果表明：对单原子分子气体实验值与理论值很好地一致；对多原子分子气体实验值与理论值有一定的偏差，说明能均分定理存在一定的局限性。     

手性识别的计算机模拟及在毛细管电泳手性分离中应用

手性识别是受体与底物选择结合并产生特殊功能的过程,与生命过程密切相关,一直是化学、生物化学、药学等生命科学及其相关新技术领域的研究热点.计算机模拟是一种计算机实验,它是从原子水平上的相互作用出发,借助计算机数值模拟的方法得到分子(特别是生物分子)的信息.     

固氮酶Fe—Mo辅因子空间构型模拟—分子力学在分子…

在分子模型设计中交替使用分子图形学软件和分子力学优化计算，用计算机模拟固氮酶Ｆｅ－Ｍｏ辅因子空间构型，从而为进一步的理论研究提供了一个非实验方法的有效手段。     

气体分子对纳米材料硅石气凝胶热传导的影响

以动态热线法测量不同气压下纯硅石凝胶和ＴｉＯ２掺杂硅石气凝胶的气态热导率,研究ＴｉＯ２掺杂对硅石气凝胶气态热传导的影响。实验结果表明,硅石气凝胶的微孔洞中气体分子热运动受限,考虑气体分子间,气体分子与固体颗粒间撞对气体分子平均自由程影响的气态传导理论能很好的解释实验现象,理论和实验都表明,ＴｉＯ２掺杂硅石气凝胶的气态热导率较大。     

关于以1/4~(n)为基础推导气体输运过程宏观规律的问题

在普通物理《热学》部分关于气体输运过程的教学中,为了从分子运动论的观点推导出宏观规律,一般教材作了两个简化假设:(1)将气体分子的运动按三个相互垂直的坐标轴分成六个方向的运动,每一个方向上运动的分子数各占总分子数的1/6;(2)气体分子均以平均速率(?)运动,由单位时间内通过单位面积的分子数为1/6n(?),然后再进行推导。下文中,我们将这个方法简称为1/6n(?)法。但是,在讲气体分子速度分布时,我们已导出单位时间内通过单位面积的分子数为1/4n(?)。由于对同一问题得出两种不同的结果,学生在学习中自然会提出:为什么在讲输     

填料塔轴径向气体分布器气体流场的数值模拟

采有K-ε双方程模型,用有限元方法对轴径向气体分布器的气体流场进行了数值模拟,其结果与实验结果良好,表明数值模拟可以有效预测较实验更为详细的气流运动特点。     

水下超声速气体射流初期流场特性的实验研究

实验研究三维水下超声速气体射流,重点分析气体射流初期气泡运动演化过程,对射流初期数值模拟结果做相关辅证.同时引进非圆整度概念,定量分析水下气体射流初期气泡运动及形态变化的某些规律,得到一些实验分析结果,为工程实践提供了有用的参考数据.     

有机蒸气-空气扩散系数的分子动力学模拟

气体扩散系数是一个重要的传质基础数据,基于分子模拟理论,利用分子模拟软件Materials Studio 7.0对部分有机蒸气-空气扩散系数,包括正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷,进行分子动力学模拟,建立气体分子结构模型,构建晶胞,经弛豫、分子动力学运行后,对平衡体系进行分子动力学运行和分析,得到气体分子的均方位移曲线。输出相关数据并计算扩散系数,然后分析分子量及体系温度对模拟结果的影响情况,同时将扩散系数模拟值与实测值进行对比分析,从而验证了该方法的可行性。     

气体分子碰撞的平均碰撞次数中的修正数2~(1/2)的计算

在普通物理的教科书中,先假设在气体中只有某一个分子以平均速率 v 运动,而其他分子都静止不动,得到了这个运动分子在一秒钟内和其他分子碰撞的平均碰撞次数为其中 d 为分子的有效直径,n 为分子数密度。然后考虑到所有分子都在运动,再对上面结果进行必要的修正,其数值为     

H_2O分子的微观特性在碳纳米管中的MD研究

通过采用分子动力学模拟的计算机模拟方法,研究了水分子在(6,6)碳纳米管中的运动现象,分析了H_2O分子分别在温度为75 K、150 K和300 K下,受限于碳纳米管中的32个SPC/E模型中H_2O分子的O—O的径向分布曲线图.模拟实验得到水分子随着温度的升高,热运动越来越剧烈,有序化程度大大的降低.RDF曲线的最高峰出现在2. 8处,说明在该点出现其他H_2O分子的可能性最大.     

基于Boltzmann模型方程的平板Couette流计算

将基于Boltzmann模型方程的气体运动论统一算法推广应用于Couette槽道流计算,发展可用于槽道流问题的气体运动论边界条件数学模型及数值处理方法,研究建立模拟不同Knudsen数二维低速槽道流动问题的气体运动论数值算法,通过将近连续流到高稀薄区Couette剪切流计算结果与基于微观分子统计模拟的类DSMC值、基于宏观流体力学滑移Navier-Stokes解和线化Boltzmann近似解比较分析,显示出该文发展的介观Boltzmann简化速度分布函数方程数值算法对不同尺度槽道流问题具有很强的模拟能力。     

GATEST:使用遗传算法自动生成模拟矢量的验证平台

对硬件设计进行功能验证的一个关键问题是需要大量的模拟矢量来保证验证的充分性。本文针对Verilog语言,采用遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)作为解决方案,设计了一个使用遗传算法自动生成模拟矢量的验证平台GATEST。该平台的一个特点是,根据指定的关键信号使用数据流分析产生关键路径集合,并采用基于该集合的路径覆盖率作为适应度函数引导模拟矢量的生成。使用该验证平台对北大众志-863系统芯片的功能模块进行实验,并详细分析了不同控制参数配置下的实验结果,说明该平台具有一定的有效性。     

GATEST: 使用遗传算法自动生成模拟矢量的验证平台

对硬件设计进行功能验证的一个关键问题是需要大量的模拟矢量来保证验证的充分性。本文针对Verilog语言,采用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)作为解决方案,设计了一个使用遗传算法自动生成模拟矢量的验证平台GATEST。该平台的一个特点是,根据指定的关键信号使用数据流分析产生关键路径集合,并采用基于该集合的路径覆盖率作为适应度函数引导模拟矢量的生成。使用该验证平台对北大众志-863系统芯片的功能模块进行实验,并详细分析了不同控制参数配置下的实验结果,说明该平台具有一定的有效性。