分子动力学课件.ppt
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- 关 键 词:
- 分子 动力学 课件
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1、分子动力学分子动力学模拟分子动力学模拟Molecular dynamics simulation单学坤 彭瑶 王志强 刘志敏 张孝松 施娅NanJing Tect Unversity背景介绍 举例:n微电子电路尺度己达微米量级中的导热对流冷却n微槽道微米量级中的对流换热n薄膜材料的热传导n微电子机械系统中的流动与传热共同的特点 换热是在微尺度条件下进行的传统换热微尺度换热比较微尺度传热具有新的特点和规律:p微槽道中对流换热强度比常规尺度对流换热高出两个数量级p超薄薄膜材料导热系数比常规尺度同种材料导热系数低一到两个数量级p微尺寸物体自然对流换热比大空间自然对流换热明显增强这些微尺度条件下的传热
2、现象,其中有些目前还无法由经典的传热理论得到完整的解释。在这样的背景下,分子动力学模拟法应运而生分子动力学方法特征:可预测纳米尺度上的动力学特性。可用于模拟与原子运动路径相关的基本过程。粒子的运动行为是通过经典的Newton运动方程所描述。分子动力学方法是确定性方法,一旦初始构型和速度确定了,分子随时间所产生的运动轨迹也就确定了。原理&模拟方法模拟软件:LAMMPS开源的MD模拟软件可单机运行,也可并行计算可以模拟气体、液体、固体l分子动力学从分子和原子的水平着手l通过研究众多的单个分子运动规律来揭示系统整体的宏观行为l能够在认识热现象的本质的基础上求得不少热现象的宏观参数基本原理:分子原子视
3、为经典粒子统计力学计算机模拟分子动力学模拟的主要步骤有:l 研究系统及其边界以及系统内分子间作用势模型的选取l 模拟算法的建立,实质是求解一组运动方程l 分子的初始位置和动量的设定l 当体系达到平衡后,依据统计公式,获得各宏观参数和输运性质系统达到平衡状态宏观参数不随时间变化相关统计公式所需物理量,例如热力学性质或参数能解决的问题 模拟分子系统得出微观系统的热力学参数。研究热扰动的传播的机理与特点,能够从微观上阐述其物理本质。研究汽液界面之过渡区内热力学参数的变化规律,并用实验来验证和解释微尺度相变的一些特殊规律。应用举例 1 MD模拟纳米尺度结构表面过冷沸腾传热机理 1.控制方程和选择的模型
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