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氮化硼纳米管热输运性能的分子动力学模拟 被引量:3
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作者 高宇飞 孟庆元 +2 位作者 张璐 刘甲秋 荆宇航 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1077-1084,共8页
采用基于声子散射理论的Boltzmann-Peierls声子传输方程(BTE)和非平衡态分子动力学模拟(NEMD)方法研究了氮化硼纳米管(BNNT)的热输运性能.分析了BNNT的热力耦合效应,通过BTE与NEMD两种方法相结合,分析了温度和长度对BNNT热输运性能的影... 采用基于声子散射理论的Boltzmann-Peierls声子传输方程(BTE)和非平衡态分子动力学模拟(NEMD)方法研究了氮化硼纳米管(BNNT)的热输运性能.分析了BNNT的热力耦合效应,通过BTE与NEMD两种方法相结合,分析了温度和长度对BNNT热输运性能的影响,并应用量子修正扩大了NEMD的研究范围.结果表明:随着拉伸或压缩应变的增加,BNNT热输运性能均呈降低的趋势.通过计算声子态密度(PDOS)在理论上分析了以上结果,发现在拉伸状态下,声子模式的变化是决定BNNT热输运性能变化的主要因素;在压缩状态下,热导率变化是由于模型发生明显的屈曲变形引起的.在低温段,BNNT的热输运性能受量子效应影响最初有一个线性增加的过程,当温度超过一定值时,其开始显著地降低;当BNNT长度小于120nm时,随着长度的增加,其弹道性能逐渐减弱,但仍主要体现为弹道特征,其热导率(κ)与长度(L)基本满足κ∝Lα这一关系. 展开更多
关键词 氮化硼纳米管 热输运性能 Boltzmann-Peierls声子传输方程 平衡态分子动力学模拟 声子态密度 量子修正
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平衡态与非平衡态分子溶剂化自由能的计算效率比较
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作者 李鹏飞 王美婷 梅晔 《华东师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期83-92,共10页
着眼于13个中性氨基酸侧链类似物在水中的溶剂化自由能的计算,来比较两种计算自由能的平衡态动力学模拟和非平衡态动力学模拟方法在高性能计算机上的表现.研究发现,利用非平衡态动力学模拟来计算自由能除了在准确度上和平衡态动力学模... 着眼于13个中性氨基酸侧链类似物在水中的溶剂化自由能的计算,来比较两种计算自由能的平衡态动力学模拟和非平衡态动力学模拟方法在高性能计算机上的表现.研究发现,利用非平衡态动力学模拟来计算自由能除了在准确度上和平衡态动力学模拟的计算一致之外,在计算效率和实际所需时间上,非平衡方法计算效率更高,实际所需时间更少. 展开更多
关键词 溶剂化自由能 氨基酸侧链类似物 平衡态动力学模拟 平衡态动力学模拟
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锂离子在石墨、MoS_(2)及其复合材料中扩散过程的分子模拟及量子力学研究 被引量:1
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作者 张少阳 刘宇 刘洪来 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期129-136,共8页
锂离子在电极材料中的传递性能对电池的充放电速率起着至关重要的作用。采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法,模拟了充电过程中锂离子在石墨、 MoS_2及其复合材料(G/MoS_(2))中的迁移过程,考察了锂离子的非平衡态扩散时间、平衡态扩散系数... 锂离子在电极材料中的传递性能对电池的充放电速率起着至关重要的作用。采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法,模拟了充电过程中锂离子在石墨、 MoS_2及其复合材料(G/MoS_(2))中的迁移过程,考察了锂离子的非平衡态扩散时间、平衡态扩散系数(D)和吸附能,探究了石墨、MoS_(2)层间距及边缘结构对锂离子扩散的影响。计算结果表明:锂离子的传递扩散系数与其自扩散系数间有5~7个数量级的差别;锂离子在石墨、MoS_(2)中迁移的最佳层间距分别为0.42、0.75 nm;石墨边缘结构对锂离子迁移的促进效果依次为:C-OH>C-F>C=O>C-H。G/MoS_2复合材料的分析结果表明:材料复合的均匀度越高,越有利于锂离子的扩散。 展开更多
关键词 平衡态分子动力学模拟 锂离子电池 扩散 G/MoS_(2)复合材料
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碳纳米管阵列在硅基衬底上的传热特性模拟分析
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作者 许顺龙 魏仙琦 朱员铖 《科学技术创新》 2021年第21期185-186,共2页
碳纳米管具有高机械柔韧性和高热导率,利用碳纳米管阵列作为热界面材料、微通道冷却器等显著提高电子器件的散热能力。本文通过非平衡态分子动力学模拟,研究碳纳米管阵列在二氧化硅基底上热传输特性的变化。结果表明,模型随着x方向长度... 碳纳米管具有高机械柔韧性和高热导率,利用碳纳米管阵列作为热界面材料、微通道冷却器等显著提高电子器件的散热能力。本文通过非平衡态分子动力学模拟,研究碳纳米管阵列在二氧化硅基底上热传输特性的变化。结果表明,模型随着x方向长度的增大,热导率相应增大;随着碳纳米管的高度增大,模型热导率相应增大。 展开更多
关键词 碳纳米管阵列 平衡态分子动力学模拟 热导率
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稳定碳蜂窝结构热输运性质研究
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作者 赵冬蕾 张晓威 +4 位作者 白昊 刘小闯 张腾飞 刘航冰 韩洋 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2779-2784,共6页
近年来,通过实验合成的碳蜂窝结构因其力学强度大、热导率高、重量轻等特点受到了科学界广泛关注。在本工作中,我们利用非平衡分子动力学方法研究了近期提出的一种稳定碳蜂窝结构(hC28)的热输运性质。结果表明,该结构沿蜂窝轴方向热导... 近年来,通过实验合成的碳蜂窝结构因其力学强度大、热导率高、重量轻等特点受到了科学界广泛关注。在本工作中,我们利用非平衡分子动力学方法研究了近期提出的一种稳定碳蜂窝结构(hC28)的热输运性质。结果表明,该结构沿蜂窝轴方向热导率远高于垂直于蜂窝轴方向的热导率,具有各向异性特征。此外,随着温度的升高,高阶声子间散射增强,模型的热导率逐渐降低。本文的研究结果对于开发碳蜂窝结构作为热传导器件具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 碳蜂窝 热导率 平衡态分子动力学模拟
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Competition between attraction and diffusion in nanoscale non-equilibrium aggregation 被引量:1
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作者 WANG BoYang DENG Li WANG YanTing 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2012年第12期2237-2243,共7页
The competition between attraction and diffusion determines the kinetics of non-equilibrium aggregation process.The formation of silver nanoclusters through non-equilibrium aggregation of silver atoms in solution was ... The competition between attraction and diffusion determines the kinetics of non-equilibrium aggregation process.The formation of silver nanoclusters through non-equilibrium aggregation of silver atoms in solution was simulated by molecular dynamics as a model system to study the influence of the competition between attraction and diffusion on the aggregation process by varying concentration and temperature.It has been found that the aggregation time decreases monotonically with increasing concentration of silver atoms because of increasing attraction,while initially decreasing and then increasing with increasing temperature because of the competition between accelerated attractive motion and increasing diffusive motion of silver atoms.A mean field approximation was employed to develop a phenomenological model describing the mechanism of temperature dependence of aggregation time. 展开更多
关键词 DIFFUSION interaction nanoparticles molecular dynamics simulation
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