分子動力學模擬單晶納米鋁絲拉伸

以lennard-jones位能式與brenner-tersoff位能式為基礎,經由分子動力學模擬,探討流體分子與碳管間質、能傳遞的關系.首先在一(5,5)armchair碳管側面,分別移除不同數(shù)目的碳原子,形成閥口(aav=17.3~116.92),進行模擬.結果顯示,常用的自擴散行為在該環(huán)境下不足以完全說明物性,即在相同系統(tǒng)溫度下,閥口的大小也會改變氫原子逸出速度vb(breakthroughvelocity).為此,必須考慮麥克斯韋-波爾茲曼能量分布方程(maxwell-boltzmannenergydistribution)修正,此外,原子釋放率與閥口尺寸有明顯的相依性.同時研究中亦發(fā)現(xiàn),閥門不同幾何尺寸引起位能障(potentialenergybarrier)、功函數(shù)(workfunction)以及能隙(energygap)的改變,進而影響粒子通過時流率、流速等動力行為.可利用該特性,作為控制原子、分子流動的納米閥門、粒子分離或化學反應器等基礎設計依據(jù).

本文用基于嵌入原子勢函數(shù)的經典分子動力學模擬了溫度和壓力對熱軋擴散復合過程中界面原子擴散的影響,從原子尺度對界面原子的擴散行為進行了分析計算,分別用arrhenius關系和愛因斯坦擴散定律計算得到溫度在800k時銅原子和鋁原子的計算值分別是1.85×10-11m2/s、4.83×10-9m2/s,擴散激活能分別為qal=0.33ev,qcu=0.53ev。計算結果還表明界面處主要是銅原子向鋁原子層擴散。計算模擬所得的結果與已有的理論結果和實驗結果符合良好。

空調控溫過程的系統(tǒng)動力學模擬分析——以房問、人員、設備和空調設備組成的空調控溫系統(tǒng)為單元。以室溫為目標，研究影響室溫的各因素之間的關系，找出哪種因素是主要因素。運用vemim軟件建立空調控溫系統(tǒng)的因果圖和流圖，并建立速率方程，進而進行模擬。根據(jù)模...

以房間、人員、設備和空調設備組成的空調控溫系統(tǒng)為單元,以室溫為目標,研究影響室溫的各因素之間的關系,找出哪種因素是主要因素。運用vensim軟件建立空調控溫系統(tǒng)的因果圖和流圖,并建立速率方程,進而進行模擬。根據(jù)模擬結果,對室溫和溫差進行分析,并探討了空調調節(jié)系數(shù)、房子散熱系數(shù)變動時對室溫和波動時間的影響情況,驗證了空調控溫過程中室溫的震蕩過程和空調機發(fā)生作用的反應延遲時間。

sbr動力學數(shù)學模型及動態(tài)模擬研究——sbr工藝自80年代在我國被應用以來，已有近20多年的歷史。目前，sbr工藝以其獨特的優(yōu)點，已廣泛地應用于工業(yè)廢水和生活污水處理中。近幾年來，在環(huán)保工作者的共同努力下，sbr工藝在運行形式上得到了大力的發(fā)展和改進。對有關...

為考察瀝青質分子在不同溶劑環(huán)境中在巖石表面的吸附情況,選用代表性的瀝青質分子結構,采用分子動力學模擬的方法研究了正庚烷、甲苯和吡啶3種溶劑中瀝青質分子在羥基化石英表面的吸附機理。瀝青質分子的平衡吸附構型顯示,在正庚烷中,瀝青質分子以較強的彎曲構型吸附在石英表面上;在甲苯和吡啶中,瀝青質分子自身構型變化減弱,向石英表面吸附的趨勢也明顯下降。瀝青質分子在石英表面吸附能及其與溶劑相互作用能的計算結果表明,正庚烷中瀝青質在石英表面的吸附強度最大,而在甲苯和吡啶中其在石英表面的吸附則較弱;庫侖相互作用能是瀝青質在石英表面吸附過程中的決定因素,而范德華相互作用能則在瀝青質與溶劑相互作用中占主導地位。因此,分子動力學方法可對瀝青質分子吸附的動力學過程進行有效模擬。

采用經典的nvt系綜分子動力學方法模擬研究在不同溫度下晶穴占有率對甲烷水合物晶體結構穩(wěn)定性的影響。模擬顯示高晶穴占有率和低溫均有利于甲烷水合物晶體結構的穩(wěn)定。在nvt系綜模擬條件下,當晶穴占有率θ=100%甲烷水合物晶體可以在較高的溫度下穩(wěn)定存在;當θ>37.5%,在適宜的溫度下可以穩(wěn)定存在;較低的溫度可使空甲烷水合物籠形結構穩(wěn)定。

蛙式打夯機的建模與數(shù)值模擬問題是典型的受到多個含摩擦單邊約束作用的多體系統(tǒng)動力學問題。通過對蛙式打夯機及其工作環(huán)境的合理假設,建立蛙式打夯機的簡化多體模型。利用第一類拉格朗日方程,得到其動力學方程,它受到兩個含摩擦單邊約束的作用。采用沖量-速度層面上的時間步長算法以及與判斷stick-slip狀態(tài)轉換條件等價的線性互補公式,對蛙式打夯機的整個工作過程進行數(shù)值模擬。計算結果完整地模擬了蛙式打夯機的行進過程中的stick-slip現(xiàn)象和周期性離地-夯擊地面的過程。利用數(shù)值結果對衡量打夯機性能的兩個重要參數(shù),即蛙式打夯機行進速度和每次夯擊過程中地面吸收的機械能進行計算。

文章運用分子動力學方法,模擬了三維條件下鋁鎂合金中刃型位錯和溶質原子間的相互作用。在靜態(tài)弛豫條件下,溶質原子聚集在位錯線周圍,其密度隨著離位錯線距離的增加而減小。當給體系施加一定的應變量后,溶質原子相對于位錯線的偏聚效應隨著應變速率的增大而減小。位錯和溶質原子間的交互作用存在有效釘扎、動態(tài)應變時效和脫釘3種形式。

分子反應動力學國家重點實驗室依托于中科院大連化學物理所,于1987年建立,1992年3月通過國家驗收,正式對國內外開放。現(xiàn)任實驗室主任為張東輝研究員,本屆學術委員會主任由廈門大學鄭蘭蓀院士擔任?，F(xiàn)有固定人員76人,其中院士4人(張存浩、何國鐘、沙國河、楊學明),研究員18人,具有博士學位的58人,在站博士后20人,在讀博士及碩士研究生110人。各類人才包括:萬人計劃科技創(chuàng)新領軍人才1人,

金屬材料的拉伸實驗（電子） 一．實驗目的 1．測定低碳鋼材料在常溫、靜載條件下的屈服極限σs，強度極限σb，延伸率δ和斷面收縮 率ψ。 2．測定鑄鐵材料在常溫靜載下的強度極限σb。 3．觀察低碳鋼﹑鑄鐵在拉伸過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，分析p-△l圖的特征。 4．比較低碳鋼與鑄鐵力學性能的特點和試件斷口情況分析其破壞原因。 5．了解微機控制電子萬能材料試驗機的構造原理，學習其使用方法。 二．儀器設備 1．微機控制電子萬能材料試驗機 2．游標卡尺 三．試件 在測試某一力學性能參數(shù)時，為了避免試件的尺寸和形狀對實驗結果的影響，便于各種 材料力學性能的測試結果的互相比較，采用國家標準規(guī)定的比例試件。國家標準規(guī)定比例試 件應符合以下關系：l0=k。對于圓形截面試件，k值通常取5.65或11.3。即直徑為d0的 圓形截面試件標距長度分別為5d0和10d0。本試

采用合理的膜材試驗測試與分析方法,得到準確的膜材力學參數(shù)和行為規(guī)律,這是膜結構設計分析的重要基礎.本文對全新高強pvdf/pes膜材進行系列試驗研究,先完成單軸拉伸破斷試驗,然后單向循環(huán)拉伸試驗,最后采用自主研發(fā)的多功能薄膜雙軸拉伸試驗機進行多比例加載下的日本標準雙軸拉伸試驗與德國標準雙軸拉伸試驗.研究了雙軸拉伸試驗數(shù)據(jù)分析方法及其對試驗結果參數(shù)的影響,計算膜材工程常數(shù)并確定3d應力-應變響應面.結果表明不同加載譜計算的膜材工程常數(shù)有較大差異,針對具體工程應采用不同加載試驗確定膜材參數(shù),或取最大最小區(qū)間.本文研究對膜結構設計具有參考價值.

針對云銅連鑄連軋cuag合金導線的成分,建立了cuag合金模型,并模擬了其連軋溫度條件下cuag合金中原子的運動規(guī)律,結果表明,在云銅所采用的含銀800~1000μg/g的cuag合金導線不會在連鑄連軋過程中出現(xiàn)銀的團簇現(xiàn)象,說明銀不會從cuag合金中析出形成第二相。sem、tem、hrtem分析結果也表明,云銅連鑄連軋的cuag合金導線在制備加工過程中,第二組元銀始終固溶于基體銅中,說明模擬與實驗結果相吻合。這種固溶體的顯微組織形態(tài)也保證了cuag合金導線性能的穩(wěn)定。

通過不同溫度及應變速率下的單向拉伸試驗,獲得了5a06-o防銹鋁合金板材關鍵力學性能參數(shù)的變化規(guī)律。結果表明,在一定的應變速率下,5a06鋁合金的流動應力及抗拉強度隨著溫度的升高而降低,斷后延伸率隨著溫度的升高而顯著的提高。當溫度處在20～150℃范圍內,均勻延伸率隨著溫度的升高而升高,而在150℃～300℃范圍內,隨著溫度的升高而降低。另外,基于fields&backofen本構方程,對5a06鋁合金在不同溫度狀態(tài)下的強化規(guī)律進行了分析和探討,結果表明,隨著溫度的逐漸升高,應變強化指數(shù)不斷減小,應變速率敏感系數(shù)則顯著增大,應變速率強化作用明顯增強。

利用ansys有限元分析軟件,通過apdl語言編程,實現(xiàn)了不同預拉伸應力條件下鋁合金平板對接焊過程中,溫度場及應力場的模擬分析。計算結果表明,預拉伸焊接法可以有效地控制焊接殘余應力,隨著預拉伸應力的增大,其焊后殘余應力值逐漸減小。當預拉伸應力σp從0增加到90%σ0.2時,縱向殘余應力降低了85.6%。模擬分析結果與實驗測試結果基本吻合。

材料直徑/mm抗拉強度/mpa/最小/最大 鋁 lr1.01～10.0098 ly40.30～6.0095/125 ly60.30～6.00125/165 ly80.30～5.00160/205 ly91.25～1.50193/-

針對某型空調客車,應用k-ε紊流模型及貼體坐標,采用simple算法計算了室內氣固耦合傳熱問題,采用montecarlo法分析計算了太陽透射輻射在車室內固體表面引起的附加熱流變化,對空調客車室內氣流場和溫度場進行了數(shù)值模擬。通過實驗測定對比分析,數(shù)值計算值與測定值基本吻合。研究結果表明:乘坐區(qū)乘客頭部高度水平面內溫度分布均勻,比較理想;回風口下方區(qū)域的溫度和駕駛區(qū)司機頭部溫度偏高,對熱舒適性不利。研究結果為改善車內人體冷熱舒適性提供了理論依據(jù),對車內氣流組織優(yōu)化設計有指導意義。

絕緣紙無定形區(qū)的玻璃轉化溫度是其熱穩(wěn)定性的重要標度之一。為研究變壓器絕緣紙的玻璃轉化過程的微觀機理,繼而挖掘其中的熱老化信息,利用分子動力學對絕緣紙純纖維素、纖維素-水兩個模型的玻璃轉化過程進行了模擬。用比體積-溫度曲線法確定了純纖維素和纖維素-水模型的玻璃化轉變溫度分別為448、418k。模擬結果表明,玻璃轉化過程中,絕緣紙纖維素鏈的運動和機械特性均發(fā)生突變,400～500k之間自由體積的突變給纖維素鏈運動提供了更多空間,導致其發(fā)生玻璃化轉變;水分子浸入無定型區(qū)可以破壞纖維素鏈間的氫鍵,顯著地降低玻璃轉化溫度,影響絕緣紙熱穩(wěn)定性。

通過實驗及計算測得準確的固-液界面能,對于理解并掌握該合金凝固及形核的過程具有很大的幫助.用分子動力學方法對鋁的均質形核過冷度進行了模擬,運用模擬得到的均質形核過冷度計算得到對應固-液界面能的值.進一步得到了al在熔點溫度下其理想光滑固-液界面的固-液界面能σ0,通過σ0對鋁在不同溫度下及al-mg在共晶溫度和成分點的固-液界面能進行了預測.計算結果發(fā)現(xiàn):不同均質形核過冷度計算得到的al在熔點溫度下其理想光滑固-液界面的固-液界面能σ0分別為0.1998,0.1999,0.1998j/m2;由σ0對al-mg合金固-液界面能的預測的結果及凹槽法所得到的實驗值分別為0.1551j/m2和0.1492±0.0194j/m2,其誤差小于4%.

使用自編的一維雙區(qū)mhd程序對pow構型從鋁襯套汽化形成等離子體然后在電流的箍縮作用下箍縮到軸心鋁絲(或鋁等離子體)上并對其進行壓縮的整個箍縮過程進行了計算。裝置參數(shù)使用lanlpegasusl裝置參數(shù)。即電壓v=88．0kv，電容c=216uf，電阻r=0．30mω，總電感l(wèi)=36nh，電容器總儲能為1mj。

　在拉格朗日坐標系下,建立了描述z箍縮等離子體內爆動力學過程的一維三溫輻射磁流體力學方程組,并編制了相應的拉氏程序。利用該程序對美國sandia實驗室saturn裝置上的鋁絲陣列內爆實驗進行了數(shù)值模擬,得到了內爆等離子體各參量的時空分布。其中內爆到心時刻、x光峰值功率、x光總能量等計算結果與實驗結果基本一致。表明所建立的物理模型和編制的程序是合理和可靠的。

通過數(shù)值計算對高速列車通過獅子洋隧道產生的復雜壓力場進行了模擬,對模擬結果中的壓力及壓力梯度曲線進行了具體分析,得到了獅子洋隧道空氣動力學效應的相關特征參數(shù),并將最大壓力值和最大梯度值與國外理論計算結果進行了定量比較,比較結果表明該數(shù)值模擬方法和結果具有較高的可靠性。