分子间范德华力对物质粘弹性的影响研究
发布时间：2024-03-28 04:47
粘弹性物质由于其兼具粘性及弹性的双重属性而在工程领域广受关注,粘弹性性能的改变及描述对于粘弹性物质的工程应用至关重要。然而目前用于描述粘弹性的模型通常为弹簧和粘性阻尼体的线性组合,这些模型需要通过大量的实验测试获取其粘性系数及弹性模量,存在工作量大及测量精确度不高等问题。由于粘弹性属于物质属性之一,当物质确定,则其粘度、弹性模量等也随之固定,倘若能从分子本源角度将已知的物质分子结构、分子间作用力等微观参数与粘弹性这一宏观物理量建立关系,便可根据物质自身微观性质直接预测出粘弹性。范德华力作为分子间最主要的作用力之一,对物质构成及物理属性有重要影响,故研究范德华力对粘弹性的影响,将有助于从微观角度解释粘弹性产生的微观机理,为粘弹性的工程运用及粘弹性材料的开发提供一定指导作用。本文首先运用平衡态分子模拟方法开展了外部环境参数(温度、密度)变化下的单原子L-J体粘弹性的影响研究。选取粘弹性变化较大的液固共存区域ρ*=0.851.0,T*=0.61.5范围,探讨了单原子L-J体的粘弹性随温度、密度的变化规律,并进一步探讨了范德华力对单原子L-J体粘弹性...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 物质粘弹性的实验研究
1.2.2 物质粘弹性的分子模拟研究
1.2.3 范德华力作用下L-J体粘弹性研究
1.3 本文研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 粘弹性的分子动力学模拟方法
2.1 分子动力学模拟流程
2.2 物理模型
2.2.1 约化单位
2.2.2 分子作用势
2.2.3 分子作用势参数
2.3 几何模型
2.3.1 建模方法
2.3.2 周期性边界条件
2.3.3 位能截断
2.4 模拟算法
2.4.1 系综
2.4.2 定温控制法
2.4.3 能量最小化
2.5 数据分析及处理方法
2.5.1 静态粘弹性(粘度与无穷大频率弹性模量)计算
2.5.2 动态粘弹性(储能及损耗模量)计算
2.5.3 径向分布函数
2.5.4 原子连通性弛豫时间
2.5.5 粘弹性特征弛豫时间
2.5.6 均方位移(MSD)及扩散率计算
2.5.7 粒子动态位移概率分布函数
2.5.8 Kramers扩散控制反应模型
2.6 本章小结
第三章 温度、密度变化下范德华力对单原子L-J体粘弹性的影响研究
3.1 单原子L-J体模型验证
3.1.1 径向分布函数及输运特性验证
3.1.2 剪切应力自相关函数及粘性验证
3.1.3 约化计算与真实实验数据验证
3.2 单原子L-J体粘弹性随温度、密度的变化规律
3.2.1 单原子L-J体静态粘弹性随温度、密度的变化规律
3.2.2 单原子L-J体动态粘弹性随温度、密度的变化规律
3.3 范德华力对变温度密度下的单原子L-J体粘弹性的影响分析
3.3.1 范德华力作用成断键分析
3.3.2 粒子动态位移概率分布函数分析
3.3.3 系统势能差分析
3.4 本章小结
第四章 势参数变化下范德华力对单原子L-J体粘弹性的影响研究
4.1 单原子L-J体粘弹性随L-J势参数的变化规律
4.1.1 粘弹性随ε的变化规律
4.1.2 粘弹性随σ的变化规律
4.2 范德华力对变势参数下的单原子L-J体粘弹性的影响分析
4.2.1 范德华作用成断键分析
4.2.2 粒子动态位移概率分布函数分析
4.2.3 系统势能差分析
4.3 本章小结
第五章 范德华力对混合双原子L-J体粘弹性的影响研究
5.1 混合双原子L-J体模型验证
5.2 温度、密度对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.2.1 温度对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.2.2 密度对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.3 L-J势参数对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.3.1 ε参数对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.3.2 σ参数对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.4 异种粒子间作用力对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.5 本章小结
第六章 全文总结及展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介,攻读硕士期间参加的学术活动与发表的论文
本文编号：3941026
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 物质粘弹性的实验研究
1.2.2 物质粘弹性的分子模拟研究
1.2.3 范德华力作用下L-J体粘弹性研究
1.3 本文研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 粘弹性的分子动力学模拟方法
2.1 分子动力学模拟流程
2.2 物理模型
2.2.1 约化单位
2.2.2 分子作用势
2.2.3 分子作用势参数
2.3 几何模型
2.3.1 建模方法
2.3.2 周期性边界条件
2.3.3 位能截断
2.4 模拟算法
2.4.1 系综
2.4.2 定温控制法
2.4.3 能量最小化
2.5 数据分析及处理方法
2.5.1 静态粘弹性(粘度与无穷大频率弹性模量)计算
2.5.2 动态粘弹性(储能及损耗模量)计算
2.5.3 径向分布函数
2.5.4 原子连通性弛豫时间
2.5.5 粘弹性特征弛豫时间
2.5.6 均方位移(MSD)及扩散率计算
2.5.7 粒子动态位移概率分布函数
2.5.8 Kramers扩散控制反应模型
2.6 本章小结
第三章 温度、密度变化下范德华力对单原子L-J体粘弹性的影响研究
3.1 单原子L-J体模型验证
3.1.1 径向分布函数及输运特性验证
3.1.2 剪切应力自相关函数及粘性验证
3.1.3 约化计算与真实实验数据验证
3.2 单原子L-J体粘弹性随温度、密度的变化规律
3.2.1 单原子L-J体静态粘弹性随温度、密度的变化规律
3.2.2 单原子L-J体动态粘弹性随温度、密度的变化规律
3.3 范德华力对变温度密度下的单原子L-J体粘弹性的影响分析
3.3.1 范德华力作用成断键分析
3.3.2 粒子动态位移概率分布函数分析
3.3.3 系统势能差分析
3.4 本章小结
第四章 势参数变化下范德华力对单原子L-J体粘弹性的影响研究
4.1 单原子L-J体粘弹性随L-J势参数的变化规律
4.1.1 粘弹性随ε的变化规律
4.1.2 粘弹性随σ的变化规律
4.2 范德华力对变势参数下的单原子L-J体粘弹性的影响分析
4.2.1 范德华作用成断键分析
4.2.2 粒子动态位移概率分布函数分析
4.2.3 系统势能差分析
4.3 本章小结
第五章 范德华力对混合双原子L-J体粘弹性的影响研究
5.1 混合双原子L-J体模型验证
5.2 温度、密度对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.2.1 温度对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.2.2 密度对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.3 L-J势参数对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.3.1 ε参数对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.3.2 σ参数对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.4 异种粒子间作用力对混合双原子L-J体粘弹性的影响
5.5 本章小结
第六章 全文总结及展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介,攻读硕士期间参加的学术活动与发表的论文
本文编号：3941026
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3941026.html