分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 液态铅铋合金（LBE）是一种性能优异的材料，在加速驱动系统（ADS）中作为散裂靶和冷却剂材料。然而，在ADS中，贮存LBE的容器和结构钢材料在高温下与LBE直接接触时会被严重的腐蚀。本文研究该腐蚀和金属Cr、Ni减轻该腐蚀的机制。研究发现，铁在LBE中被腐蚀的微观机制是由于铁原子与LBE原子相互渗透，破坏了铁材料结构；铁中掺入Cr、Ni可以有效减轻铁的腐蚀，其微观机理为金属Cr、Ni加入到铁后阻止了LBE原子渗入铁材料中破坏其结构。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 利用分子动力学模拟方法分别研究了空位、自间隙杂质原子、杂质He 原子等缺陷对金属Ti 样品的力学性能的影响. 对完整晶格的金属Ti 在不同拉伸应变速率下的应力-应变曲线进行计算, 发现拉伸过程可分为弹性形变、塑性形变及断裂3 个阶段. 分别研究了含有不同浓度的空位、自间隙杂质原子、杂质He原子缺陷的金属Ti 样品在2×109 s-1拉伸应变速率下的应力-应变曲线, 并对不同情况下的Young's 模量进行了统计. 还分别对含有自间隙杂质原子和杂质He原子的金属Ti 的拉伸断裂过程进行了观察与分析.
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2018-02-01 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文采用分子动力学方法模拟了温度363.15 K和413.15 K，压力3 MPa和6 MPa条件下，硫化氢在不同浓度无机盐溶液中的溶解度并对Hofmeister效应中反常现象进行了讨论。研究表明，相同温度和离子浓度下，压力越高硫化氢的溶解度越大；相同压力和离子浓度下，温度越高硫化氢的溶解度越小；相同温度和压力下，离子浓度越高，硫化氢的溶解度越小，与相关实验结果一致。溶解度模拟数据和geochem平台提供的数据相比，最小误差为5.5%，最大误差为17.7%，平均误差为13.1%。同时，还发现Hofmeister效应中的反常现象是由阳离子的尺寸效应引起的。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2018-01-05 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文采用分子动力学模拟方法研究离子的存在对水蒸气核化过程的影响。模拟系综初始温度为600 K，达到平衡后撤去水蒸气热浴，将载气温度标定至200 K，与水蒸气进行热量交换，带走水蒸气核化释放的核化潜热。研究结果表明，离子的存在能够促使核化的发生，但离子的浓度对系综内最大团簇的生长影响较小。根据团簇分析统计系综内含20 个Na+/Cl-时，核化率约为1.011028/(cm3s)，与经典核化理论计算值4.89×1028/(cm3s)在同一个数量级。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文采用分子动力学模拟方法研究离子的存在对水蒸气核化过程的影响。模拟系综初始温度为600 K，达到平衡后撤去水蒸气热浴，将载气温度标定至200 K，与水蒸气进行热量交换，带走水蒸气核化释放的核化潜热。研究结果表明，离子的存在能够促使核化的发生，但离子的浓度对系综内最大团簇的生长影响较小。根据团簇分析统计系综内含20个Na+/Cl-时，核化率约为1.01´1028/(cm3×s)，与经典核化理论计算值4.89×1028/(cm3×s)在同一个数量级
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-06-02
摘要： 氢化物是锆合金包壳管在核电厂正常运行过程中与一回路冷却剂发生锆水反应而产生的常见缺陷。本文利用分子动力学方法，采用COMB3势函数，构建含氢化物的锆基模型进行单轴拉伸模拟，探究了氢化物密度对锆力学性能的影响。研究结果表明，当氢化物密度在0~1078 µg/g时，随着氢化物密度的增加，屈服强度、应变和杨氏模量降低。在弹性阶段，氢化物密度的增加使应力集中区域增大，有利于位错形核；在塑性变形阶段，随着氢化物密度的增大，初始位错更倾向于在氢化物周围扩展。当氢化物密度在1078 ~ 2311 µg/g时，随氢化物密度的增加，屈服强度、应变和杨氏模量升高，这是由于氢化物密度较高时产生了大量位错并造成位错塞积。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 实现聚合物热导率调控，对扩大其在柔性集成电路热管理中的应用非常重要。过去的十年中，学者们从纳米结构材料的制造方面做了大量工作，但是各种各样的官能团与聚合物导热性质的关系仍没有明确。本文使用分子动力学方法，通过原子质量修饰简化模型，探究了碳链聚合物单链的热导率与多种等效取代基的关系。研究发现，氢原子质量修饰能显著调控碳链聚合物单链的热导率，随着原子修饰质量的增加，热导率单调递减。分析表明，氢原子质量修饰会影响与其成键的碳原子的振动模式，越大的原子修饰质量会越多地散射碳链中的低频声子，因而使碳链聚合物单链的热导率显著降低。本研究对理解聚合物热导率调控与多种取代基之间的关系具有指导意义。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2018-01-02 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 大气中水蒸气会影响气溶胶颗粒的生长演化动力学特性,从而改变其环境效应。当前，对包含有机组分气溶胶颗粒与水相互作用机理的认识还很局限。本文建立了纯有机气溶胶和有机-无机混合气溶胶颗粒水溶特性研究分子动力学模型，分别模拟了不同温度条件下不同卤化钠盐(NaI/NaCl/NaF)对丙二酸(C3H4O4)团簇水溶特性的影响情况。重点分析了各影响因素作用下团簇结构和气粒界面特性。结果表明，温度升高，C3H4O4-H2O 团簇相继出现分层结构和混合结构。加入40 个卤化钠分子后，水分子对初始团簇溶解程度的排序为40 NaF < 40 NaCl < 0 NaX < 40 NaI，且差异随着温度的升高而变大。高温(T=300K)时，各种团簇的表面均包含C3H4O4分子和H2O 分子，且C3H4O4分子的疏水基朝向气相一侧。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 大气中水蒸气会影响气溶胶颗粒的生长演化动力学特性，从而改变其环境效应。当前，对包含有机组分气溶胶颗粒与水相互作用机理的认识还很局限。本文建立了纯有机气溶胶和有机一无机混合气溶胶颗粒水溶特性研究分子动力学模型，分别模拟了不同温度条件下不同卤化钠盐(Na工/NaCl/NaF)对丙二酸(C3H40户团簇水溶特性的影响情况。重点分析了各影响因素作用下团簇结构和气粒界面特性。结果表明，温度升高，C3H404 H}O团簇相继出现分层结构和混合结构。加入40个卤化钠分子后，水分子对初始团簇溶解程度的排序为40NaF<40NaCl
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-17 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文采用平衡分子动力学方法研究了纳米流体中固体颗粒周围的吸附层厚度及结构,并通过Green-Kubo原理计算了吸附层内导热系数的分布。研究表明,纳米颗粒周围存在0.5 nm厚的吸附层,层内原子数密度提高了50%~60%,导热系数提高了200%~300%。分析发现,吸附层导热系数的提高是由于原子数密度及吸附层内原子排列有序程度的提高引起的。该研究结果有望为建立合理的预测纳米流体的导热系数模型提供关键参数及理论指导。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2018-02-01 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文基于非平衡分子动力学方法，模拟研究了梯形、三角形和矩形热脉冲在石墨烯中的传播过程和规律。三种类型的温度脉冲采用直接速度修正法，通过调整对控温区原子施加的温度增量来实现。结果表明，热扰动在石墨烯中以有限的速度传播，并表现出明显的波动传递特征。热扰动在传播过程中激发出两道以不同速度传递的行波，一道波具有宏观动量，波速等于石墨烯声子群速度，为声波；另一道波是无宏观动量的热量的传播，波速是声速的，为热波。研究还发现，热脉冲形状对热波现象的产生以及声波、热波的传播速度没有影响，但对其峰值温度影响显著。
分类： 核科学技术 >> 粒子加速器 提交时间： 2025-06-11
摘要： 预氧化是制备聚丙烯腈基（PAN）碳纤维的关键步骤，γ辐照是热处理预氧化过程优化的有效手段。然而，目前γ辐照与热处理时序对预氧化作用效果和机制尚不明确。对此，本文采用分子动力学模拟方法，从分子链形态演变、物种变化以及反应路径等方面，分析了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程的结构变化的影响。结果表明，先辐照后加热（γ-T）的处理方式使PAN分子链段形态更稳定，预氧化产物种类更集中，且这种方式可促使PAN分子链更早地产生较多的自由基，以此加速环化、氧化、交联等反应进程，并在加热过程中实现二次交联，进而提升PAN纤维预氧化程度。而先加热后辐照（T-γ）的处理方式因热处理阶段PAN分子链形成自由基少，导致交联结构相对较少，在辐照过程中易造成分子链断裂，产物种类繁杂，致使最终预氧化效果相对欠佳。本研究揭示了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程作用机制，为PAN纤维预氧化过程中结构调控提供理论支撑。
分类： 核科学技术 >> 粒子加速器 提交时间： 2025-05-25
摘要： 预氧化是制备聚丙烯腈基（PAN）碳纤维的关键步骤，γ辐照是热处理预氧化过程优化的有效手段。然而，目前γ辐照与热处理时序对预氧化作用效果和机制尚不明确。对此，本文采用分子动力学模拟方法，从分子链形态演变、物种变化以及反应路径等方面，分析了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程的结构变化的影响。结果表明，先辐照后加热（γ-T）的处理方式使PAN分子链段形态更稳定，预氧化产物种类更集中，且这种方式可促使PAN分子链更早地产生较多的自由基，以此加速环化、氧化、交联等反应进程，并在加热过程中实现二次交联，进而提升PAN纤维预氧化程度。而先加热后辐照（T-γ）的处理方式因热处理阶段PAN分子链形成自由基少，导致交联结构相对较少，在辐照过程中易造成分子链断裂，产物种类繁杂，致使最终预氧化效果相对欠佳。本研究揭示了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程作用机制，为PAN纤维预氧化过程中结构调控提供理论支撑。
分类： 其他 提交时间： 2025-04-30
摘要： 预氧化是制备聚丙烯腈基（PAN）碳纤维的关键步骤，γ辐照是热处理预氧化过程优化的有效手段。然而，目前γ辐照与热处理时序对预氧化作用效果和机制尚不明确。对此，本文采用分子动力学模拟方法，从分子链形态演变、物种变化以及反应路径等方面，分析了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程的结构变化的影响。结果表明，先辐照后加热（γ-T）的处理方式使PAN分子链段形态更稳定，预氧化产物种类更集中，且这种方式可促使PAN分子链更早地产生较多的自由基，以此加速环化、氧化、交联等反应进程，并在加热过程中实现二次交联，进而提升PAN纤维预氧化程度。而先加热后辐照（T-γ）的处理方式因热处理阶段PAN分子链形成自由基少，导致交联结构相对较少，在辐照过程中易造成分子链断裂，产物种类繁杂，致使最终预氧化效果相对欠佳。本研究揭示了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程作用机制，为PAN纤维预氧化过程中结构调控提供理论支撑。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-06-07
摘要： 氢化物是锆合金包壳管在核电厂正常运行过程中与一回路冷却剂发生锆水反应而产生的常见缺陷。本文利用分子动力学方法，采用COMB3势函数，构建含氢化物的锆基模型进行单轴拉伸模拟，探究了氢化物密度对锆力学性能的影响。研究结果表明，当氢化物密度在0~1078 µg/g时，随着氢化物密度的增加，屈服强度、应变和杨氏模量降低。在弹性阶段，氢化物密度的增加使应力集中区域增大，有利于位错形核；在塑性变形阶段，随着氢化物密度的增大，初始位错更倾向于在氢化物周围扩展。当氢化物密度在1078 ~ 2311 µg/g时，随氢化物密度的增加，屈服强度、应变和杨氏模量升高，这是由于氢化物密度较高时产生了大量位错并造成位错塞积。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 运用分子动力学方法, 探究bcc-W在中子辐照初期, 由辐照诱发的缺陷形成和演化的微观过程的原子机制. 选取初始碰撞原子(PKA)能量1.0~25.0 keV, 模拟温度范围100~900 K, 研究W中位移级联产生的缺陷数量及分布, PKA方向和温度对稳定Frenkel pairs 数的影响, 缺陷团簇以及W的离位阈能. 结果表明, 若级联诱发的缺陷在峰值阶段呈近球形密集分布, 稳定阶段Frenkel pairs 数相对较少, 若缺陷呈非球形相对分散分布, 稳定阶段Frenkel pairs 数相对较多; 稳定Frenkelpairs 数受PKA方向的影响不大, 且随温度升高有下降趋势; 比较而言, 间隙原子团簇分数比空位团簇分数高, 而空位团簇倾向于形成较大的团簇;W的平均离位阈能受温度影响较小, 并具有一定的各向异性.
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2022-01-07
摘要： 在改进的量子分子动力学模型框架下，研究了高能氘核在重靶核作用下的碎裂过程，尤其近零度角产生的中子。模拟重现了 102 MeV d+C 反应中实验测量的中子双微分截面。根据模型与实验结果的一致性，论证了通过氘核在碳靶上碎裂而产生高能中子束的可行性。但因氘核内部核子的费米运动，使得包含实验室0°在内的中子能量具有相当大的能量展宽。基于模型计算，通过测量氘核碎裂过程中出射的伴随质子，出射中子能量可约束在5%(1σ)以内。进一步，本工作论证了基于伴随质子测量的单能高能中子束产生的可行性。
分类： 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 提交时间： 2023-12-18 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 确定性横向迁移(deterministic lateral displacement,DLD)是一种常用的微粒分离技术,依据粒子尺寸和微流道层流特征分离颗粒。传统的DLD理论一般只考虑刚性粒子,难以描述细胞等柔性颗粒的分离过程。结合分子动力学粗粒度模型和雷诺相似性原理,对DLD装置中柔性细胞的分离、变形和受力情况进行了研究。仿真结果发现,纳观尺度下的DLD细胞分离路线与宏观尺度的一般分离原理相符。而在微观尺度下,细胞分离过程中细胞的变形破坏主要出现在细胞与微柱接触处,而且该处所受应力最大。研究结果揭示了柔性颗粒通过DLD装置的运动细节。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2018-01-02 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 为了探究磺化聚苯醚(SPPO)用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的性质，我们研究了SPPO 膜内部水和水合氢离子的分子扩散特性。构建含水量不同的SPPO 膜的分子结构模型，采用分子动力学(MD)研究了平衡态模型的静态结构，发现元胞的密度随着含水量的增加而降低；同时通过分析径向分布函数(RDF)，发现在SPPO 链上的磺酸根上的硫原子周围有水分子聚集，起到吸水和传导的作用，水合氢离子也更趋向于聚集在磺酸根附近。通过对分子运动轨迹的分析，计算了水和水合氢离子在SPPO 膜内的扩散系数D 和电导率σ，研究结果表明，SPPO 膜的电导率随着膜内水含量的增加而增加，得到了与实验符合较好的结果。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 为了探究磺化聚苯醚}SPPO)用于质子交换膜燃料电池(}PEMFOs)的性质，我们研究了SPPO膜内部水和水合氢离子的分子扩散特性。构建含水量不同的SPPO膜的分子结构模型，采用分子动力学(IVID)研究了平衡态模型的静态结构，发现元胞的密度随着含水量的增加而降低;同时通过分析径向分布函数(RDF)，发现在SPPO链上的磺酸根上的硫原子周围有水分子聚集，起到吸水和传导的作用，水合氢离子也更趋向于聚集在磺酸根附近。通过对分子运动轨迹的分析，计算了水和水合氢离子在SPPO膜内的扩散系数D和电导率。，研究结果表明，SPPO膜的电导率随着膜内水含量的增加而增加，得到了与实验符合较好的结果。
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