钛氢合金改进嵌入原子势能的第一原理计算

用第一原理方法计算了钛氢合金的弹性常数、形成热和电子密度因子,在此基础上计算了钛氢合金的体积模量、统一方程中的结构因子、黏附能和平衡距离等改进嵌入原子势能参数.计算结果符合现有的试验值和其他作者的计算值.并进行了相应的分子动力学计算用以验证所得的参数.模拟了氢原子占据∑7(123-0)晶界附近的八面体间隙中心位置的力学行为.对钛氢合金势能中的其他参数也用相同的分子动力学模拟进行了验证.

蛋白质三维结构预测问题的求解方法

对蛋白质结构预测问题进行了描述,根据蛋白质结构预测问题在三维欧氏空间的连续模型,通过拟物策略找到了相应的数学模型.由于引入了弹性势能和嵌入势能,将一个有约束的问题转化为一个无约束的问题,并在梯度下降法求解的基础上,设计出一种变步长梯度下降的求解方法.通过实例检测,变步长梯度下降法比梯度下降法大大节省了计算时间,且所得结果的能量比梯度下降法所得结果的能量更低.

纳米金颗粒熔化与烧结过程的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟的方法,采用嵌入原子势能模型,研究不同尺寸的纳米Au颗粒的熔化及烧结过程。结果表明,纳米金颗粒的熔点低于其块体材料的熔点,熔化过程从表面向内部进行。根据烧结颈的长大曲线确定不同尺寸的纳米Au颗粒的起始烧结温度,颗粒的最佳烧结温度范围为起始烧结温度至纳米颗粒完全熔化的温度,且升温过程中颗粒的表面熔化温度和熔点等特征温度与N-1/3成线性关系(N为Au纳米颗粒的原子数)。纳米颗粒烧结过程中原子的迁移和烧结颈长大主要有表面扩散、晶界扩散或粘性流动等机制。

Co_3Al_(0.55)W_(0.45)高温合金界面性能计算

本文基于第二近邻嵌入原子势模型的Co,Al,W,Co-Al,Co-W,Al-W和Co-Al-W原子间作用势为输入参数,采用分子动力学法研究了Co3Al0.55W0.45高温合金的界面性能,包括界面能和界面分离能。研究表明不同Al或W原子的溶解度,界面能和界面分离能不同;W原子可使界面处界面能减少而界面分离能增加,即界面更稳定;Al原子溶解时相反。根据以上研究我们可以用不同的原子添加来增强Co基合金的性能,对Co基合金的设计有很重要的指导意义。

分布粘聚元的系统理论研究

该文扼要地阐述了一种新型计算方法分布粘聚元的研究意义、理论体系和部分研究进展。粘聚元法通过释放传统有限元的刚性粘聚,将连续体离散为满足连续介质条件的体单元以及位于单元边界处的粘聚元相结合的增广体系。基于分区混合广义变分原理建立了分布粘聚元增广体系的分区广义势能泛函,建立了分布粘聚元的控制方程列式。从动量定理入手建立了分布粘聚元的动力平衡控制方程,考虑惯性影响,以满足分析动态裂纹拓展的需求。从离散的角度建立了多键氛围叠加法BAS;在BAS的基础上,结合EAM理论推导建立了多尺度的嵌入原子超弹性本构EAH,在纳观尺度上给出了多尺度应力计算的封闭解。从算例的角度给出了不同加载速率下带预制裂纹的试件的任意裂纹拓展结果,验证了分布粘聚元在断裂分析以及多尺度分析的有效性。