分子動力學模擬能夠研究物質的宏觀性質,并且可以獲得實驗無法觀察到的微觀細節(jié),因此在物理、化學、材料科學等領域獲得了廣泛應用。另一方面,海洋科學中的許多理論計算目前還有很多不盡如人意的地方,其中的一些問題與分子動力學密切相關,能否將分子動力學模擬方法引入到海洋科學中是一個有意義的嘗試。目前這方面的工作還未見報道。本文將分子動力學方法應用在海氣二氧化碳通量的研究中,結果顯示該方法在海洋科學領域有一定的可應用性,計算結果如下: (1)模擬海水對大氣二氧化碳的吸收過程,結果顯示二氧化碳分子進入海水的深度有限,通常集中分布在海氣界面附近。所以我們認為分子運動對海水存儲二氧化碳的貢獻較小。 (2)模擬大氣二氧化碳濃度對海水吸收大氣二氧化碳過程的影響,得到了二氧化碳在海水里的溶解度和二氧化碳的空間分布數據與大氣二氧化碳濃度之間的依賴關系。結果顯示,隨著大氣二氧化碳濃度的升高,二氧化碳在海水中的溶解度變大,進入海水的深度變大,分布集中度降低。 (3)模擬了溫度對海水吸收二氧化碳過程的影響。結果顯示,隨著溫度的升高,二氧化碳更為集中地分布在海氣界面附近。 (4)觀察海水分子和海水中的二氧化碳分子的運動,計算得到海水的擴散系數和二氧化碳在該海水中的擴散系數。
【學位單位】：首都師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：P734.22
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景及問題的提出
    1.2 論文的主要內容及結構安排
第二章 分子動力學方法簡介
    2.1 前言
    2.2 分子動力學的基本原理和模擬步驟
        2.2.1 牛頓運動方程
        2.2.2 系綜理論
        2.2.3 分子動力學的模擬步驟
    2.3 分子動力學模擬技術
        2.3.1 勢函數的選取
        2.3.2 邊界條件
        2.3.3 數值積分算法——有限差分法
        2.3.4 調溫技術
第三章 分子動力學方法模擬海水吸收大氣二氧化碳
    3.1 模型
    3.2 模擬細節(jié)
    3.3 結果和討論
        3.3.1 分子動力學模擬海水吸收大氣二氧化碳
        3.3.2 大氣二氧化碳濃度對海水吸收大氣二氧化碳的影響
        3.3.3 溫度對海水吸收大氣二氧化碳的影響
        3.3.4 小結
第四章 分子動力學方法計算海水和二氧化碳的擴散系數
    4.1 前言
    4.2 擴散系數公式
    4.3 模擬細節(jié)
    4.4 結果和討論
        4.4.1 海水與二氧化碳的擴散系數
        4.4.2 小結
第五章 總結
參考文獻
攻讀碩士期間完成的論文
致謝

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前2條

1 張楠;表面活性劑對電解質溶液及質子交換膜燃料電池的影響[D];吉林大學;2011年

2 韓海波;旋轉電磁效應對海水結構和動力學性質影響機制的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

本文編號：2869338