星形共聚高分子微相分离的DPD模拟

用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法研究了两种不同类型四臂星形两嵌段共聚物(A)4(B)4和(AB)4的微相分离,得到了体心立方球状、六方圆柱、层状、多孔层状和双连续螺旋状等几种稳定的介观结构以及一些过渡态结构。结果表明:其微相分离行为在总体上与线性和环状两嵌段共聚高分子相类似,而(A)4(B)4比(AB)4更容易发生相分离。介观层次上的计算机模拟可以作为对理论研究的一种补充,从而能够提供更为详细的信息。     

耗散粒子动力学的发展与应用简述

耗散粒子动力学作为一种介观尺度的模拟方法已经形成了自己的体系,由于在模拟复杂流体方面的优势,一直受到国内外学者的关注,因此简述耗散粒子动力学的发展与应用是有一定必要性的,文章首先介绍耗散粒子动力学（dissipative paticle dynamics,DPD）的发展以及耗散粒子动力学的提出、理论模型、积分方法等,接着简述耗散粒子动力学在各领域的应用.最后总结DPD的发展与应用概况.     

弹性体纳米复合材料力学行为的连续介观模拟

结合介观动力学方法和弹簧格子模型,研究了基于软-硬两种嵌段的嵌段共聚物纳米复合体系的力学行为,结果显示软、硬组分之间的应力传递与结构密切相关,而纳米颗粒的加入会改变其应力分布,并且纳米粒子的选择性分布对体系的力学响应有重要作用。在海岛结构中,纳米颗粒分布在硬组分分散相可以在提升体系硬度的同时保持体系的高延展性。该连续模拟方法为寻找具有合适力学性能的弹性体纳米复合材料提供了指导。     

有源介观耗散电路的库仑阻塞效应

基于介观电路的电荷是量子化的这一事实，应用正则量子化方案给出介观RLC电路的量子化方法和库仑阻塞条件，研究结果表明：存在耗散元件的介观电路的库仑阻塞效应不仅与电路的非耗散有关，而且与耗散电阻有关，随耗散电阻的增大，库仑阻塞现象更加明显。     

电荷离散化下介观传输线的研究

研究由多个单元电感电容回路周期性连接而成的介观传输线路.基于电荷的量子化,导出了传输体系的哈密顿量和电流.根据电荷算符满足的非线性运动方程,在各单元能量基上,精确地计算了能谱.此外,还考虑了含电阻的耗散系统.结果表明,在电荷离散的条件下,介观回路方程的形式与经典方程有显著差别;介观电路的能谱除与电路参数相关外,还明显依赖于电荷量子化的性质.     

介观物理和纳米科学技术

本文介绍了介观物理和纳米科学技术的发展和意义     

介观串联RLC电路的量子效应

本文用涨落－耗散定理计算了串联ＲＬＣ电路的电量，电流涨落及它们的统计关联表达式，给出了功率，能量的统计平均值和电量与电流之间的测不准关系，并作了讨论，获得了一些有意义的结论。     

PP与PA6共混相容性的分子、介观动力学模拟

运用分子动力学(MD)和介观动力学(Meso Dyn)方法,分别从微观和介观层面研究不同PP/PA6(10/90、30/70、50/50、70/30、90/10)共混比的相容性和结构相貌。MD模拟中比较Flory-Huggins参数(χAB)和临界作用参数(χC)以及分子间C-C原子对径向分布函数。结果显示:当PP/PA6混合比为10/90和90/10时相容性较好,其他混合比的相容性很差。为获得介观层次混合体系的相貌结构,运用Meso Dyn方法研究混合物平衡态的等密度图并计算混合物的有序度参数,结果发现:PP/PA6共混比为10/90和90/10时混合物有序度参数略小于0.1;而其他混合比体系的有序度参数都大于0.1,介观模拟得到的结果和微观模拟的结果高度一致,验证了计算机模拟的准确性。     

介观动力学模拟嵌段聚合物:形貌与动力学

用介观动力学方法对聚氧丙烯-聚氧乙烯(PPO-PEO)类嵌段聚合物溶液进行了模拟研究,由该方法可直接得到聚合物水溶液体系的三维不规则介观形貌与动力学演变过程。该文讨论了聚合物溶液浓度及嵌段聚合物组成等因素对溶液介观形貌和体系性质的影响,讨论了聚合物溶液体系的动力学演变过程以及相互作用参数和聚合物组成对其影响。研究结果表明,随着溶液浓度、疏水组分的减少,体系的介观形貌逐渐从凝胶向胶束状态过渡;聚合物水溶液介观形貌的形成可分为两个阶段:溶液体系很快形成凝胶或胶束形貌并在此后相对较长的时段内形貌发生微变,使体系能量不断降低,趋向平衡状态;聚合物PPO组分的增多或相互作用参数的增加,疏水核越容易形成,介观相分离越快。     

介观动力学模拟嵌段聚合物:形貌与动力学

用介观动力学方法对聚氧丙烯-聚氧乙烯(PPO-PEO)类嵌段聚合物溶液进行模拟研究,由该方法可直接得到聚合物水溶液体系的三维不规则介观形貌与动力学演变过程。该文讨论聚合物溶液浓度及嵌段聚合物组成等因素对溶液介观形貌和体系性质的影响,聚合物溶液体系的动力学演变过程以及相互作用参数和聚合物组成对其影响。研究结果表明:随着溶液浓度、疏水组分的减少,体系的介观形貌逐渐从凝胶向胶束状态过渡;聚合物水溶液介观形貌的形成可分为两个阶段:溶液体系很快形成凝胶或胶束形貌并在此后相对较长的时段内形貌发生微变,使体系能量不断降低,趋向平衡状态;聚合物PPO组分的增多或相互作用参数的增加,疏水核越容易形成,介观相分离越快。     

耗散粒子动力学平衡并行算法的实现

提出了一种耗散粒子动力学（DPD）的平衡并行（BPDPD）算法,解决了传统DPD程序计算时间过长的问题。通过动态的划分模拟空间实现了节点间的负载均衡,并且运用子节点数据本地重建机制有效减少了节点通信的数据量。对锚定蛋白质的聚集做了模拟,实验结果显示,该算法有效的减少DPD模拟的时间,并在10节点的集群上得到了6.3的加速比。     

Translocation of polymer through nanopore: dissipative particle dynamics simulation

Dissipative particle dynamics simulations are performed to study the forced translocation of polymer through a nanopore inside which the polymer experiences a driving force F. Hydrodynamic interaction （HI） is taken into account for the polymer in good solvent. We find that the mean translocation time 〈t〉 scales with the polymer length N as 〈t〉 ~ N^a with α = 1.26 ± 0.03 close to a theoretical pre- diction, and the probability distribution of t can be described by a Gaussian function. Our results show that the dynamics of polymer translocation with the HI is different from that without the HI. However, the exponent 6 in the scaling 〈t〉 ~ F^-δ is found not to be affected by the HI effect.     

带电胶体系统固液相变的分子动力学研究

在修正Yukawa相互作用的基础上，采用常温分子动力学方法数值研究了带电胶体系统的大离子屏蔽效应和多分散性效应对其固液边界的影响．研究结果发现，在屏蔽长度较大时，固液相变曲线出现了明显偏差．初步定性认为这种相边界偏差现象来自于系统多体效应的增强．另外，数值研究了固液相变时键接取向序参数的变化．     

复杂系统结构及动力学现象的统计物理研究

近年来生物学、信息学和社会科学海量数据的积累,推动了各类定量分析手段的发展.统计力学作为联系多体系统微观与宏观描述的数学理论,在复杂性科学的发展历程中正发挥着作用.本文结合复杂网络和非平衡态系统的若干研究成果,对统计物理方法在复杂现象的描述、主要变量及其相互依赖关系的确定、模型的提出与分析、及普适性规律的发现等方面的进展作一简单介绍,并探讨统计物理学与相应学科深层次交叉所面临的机遇和挑战.     

Molecular dynamics simulations in biology

Molecular dynamics--the science of simulating the motions of a system of particles--applied to biological macromolecules gives the fluctuations in the relative positions of the atoms in a protein or in DNA as a function of time. Knowledge of these motions provides insights into biological phenomena such as the role of flexibility in ligand binding and the rapid solvation of the electron transfer state in photosynthesis. Molecular dynamics is also being used to determine protein structures from NMR, to refine protein X-ray crystal structures faster from poorer starting models, and to calculate the free energy changes resulting from mutations in proteins.     

单晶铜表面划擦过程模拟

应用分子动力学模拟技术模拟刚性针尖在单晶铜表面的划擦过程，探讨在微观领域材料的摩擦磨损特性，为进一步探讨纳米摩擦模拟技术及微观领域材料特性奠定基础．模拟结果表明，在材料微观划擦机理中，针尖的摩擦阻力来自于基体表面位错的堆积，同时，位错在基体中的传播速度对摩擦阻力也有影响．     

一类耗散动力系统的有限维约化

考虑一类定义在无限维Banach空间上的半线性耦合发展方程组.利用方程组生成无限维动力系统的一个有限维不变流形,研究有限维约化问题.更详细地,利用有限维不变流形得到一个有限维系统(称之为约化系统),并澄清了原系统和约化系统之间吸引子和平衡解的关系.     

7维稳定耗散LV系统性质初探

根据稳定耗散矩阵的性质及最大稳定耗散图的定义,对7维稳定耗散LV系统进行了拓扑分类.结合耗散图的特点,按大类分析系统稳定耗散的代数条件,选择2类具有树结构的系统进行了分析,得到了分别包含被周期轨充满的2维不变子流形.     

分子动力学在纳米摩擦学中的应用研究

应用分子动力学方法模拟铜针尖原子在其基体上的摩擦过程。针尖原子的受力和以下参数有关：温度、接触面积、滑动速度、随着温度的升高，摩擦力增大；接触面积增大，摩擦力增大；针尖为软针尖、滑动速度小于一定范围时，随着速度的增大，摩擦力逐渐增大，当超过该范围时，随着滑动速度的增大，摩擦力反而减小。     

薄膜沉积过程的分子动力学模拟

应用嵌入原子势作为势函数，对薄膜沉积过程进行分子动力学模拟，来模拟不同工艺条件下的成膜过程、薄膜质量及各参数变化对成膜的影响．结果表明，衬底温度越高，则原子在薄膜表面的扩散能力越强，薄膜内部的空位密度越小．但衬底温度对薄膜质量的影响只在一定范围内比较明显；原子自身携带的能量越高，则其扩散能力也越强，特别是在衬底温度较低时，这项影响越大；随着原子入射角的增大，薄膜表面的纤维状生长及阴影响应越明显，薄膜的质量则明显下降．