發(fā)布時(shí)間：2021-11-01 06:12

　　反應(yīng)分子動(dòng)力學(xué)（ReaxFF MD）模擬方法已成功應(yīng)用于復(fù)雜反應(yīng)過程,如熱解、氧化、催化反應(yīng)等的機(jī)理研究而備受關(guān)注。這類過程不僅化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜、且伴隨物理結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化,模擬結(jié)果的分析極具挑戰(zhàn)性。國際上首個(gè)ReaxFF MD化學(xué)反應(yīng)分析及可視化工具VARxMD具有獨(dú)特的分析功能,包括全局唯一化學(xué)反應(yīng)列表的生成、反應(yīng)位點(diǎn)的突出顯示、物種的分類和統(tǒng)計(jì)、化學(xué)反應(yīng)的分類、及特定反應(yīng)物到特定生成物的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等,在大規(guī)模模擬結(jié)果的分析上極具潛力。然而,當(dāng)前VARxMD主要應(yīng)用于大規(guī)模分子體系模擬結(jié)果的全局反應(yīng)機(jī)理揭示,缺乏物理性質(zhì)的時(shí)空演化分析功能和特定局部區(qū)域的反應(yīng)追蹤功能。本工作繼承VARxMD原有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和ReaxFF MD模擬結(jié)果文件,進(jìn)一步擴(kuò)展了VARxMD全局的物理性質(zhì)和局部區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)追蹤與物理性質(zhì)分析的能力,可為用戶獲得更加豐富的反應(yīng)細(xì)節(jié)提供便利。本論文工作的主要成果包括:基于ReaxFF MD模擬復(fù)雜過程的全局體系,擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)了基本物理性質(zhì)的分析并完成了程序的嵌入。模擬體系的全局物理性質(zhì)分析包括可表征模擬體系瞬時(shí)物理結(jié)構(gòu)的徑向分布函數(shù)、度量體系粒子自擴(kuò)散行為的均方位移函數(shù)、體... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４?ＶＡＲｘＭＤ分析ＪＰ－１０熱解模型所得反應(yīng)列表及其反應(yīng)位點(diǎn)的２Ｄ結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｓｃｒｅｅｎｓｈｏｔ?ｏｆ?ｒｅｃｔｉｏｎ?ｌｉｓｔ?ｏｆ?ＪＰ?

ＶＴＫ?（Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ?Ｔｏｏｌｋｉｔ）是由美國Ｌｏｓ?Ａｌａｍｏｓ國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的開源、可??跨平臺(tái)且支持并行處理的Ｃ＋＋圖形應(yīng)用程序庫，主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像??處理及可視化、ＡＲ和ＶＲ虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域［５１］。ＶＴＫ程序庫基于三維函數(shù)庫??ＯｐｅｎＧＬ１５２］采用面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計(jì)，擴(kuò)展有Ｔｃｌ／Ｔｋ、Ｊａｖａ、Ｐｙｔｈｏｎ等編程語言接??口。該框架最為強(qiáng)大的功能在于易擴(kuò)展的三維圖形可視化管線機(jī)制。該機(jī)制包括??構(gòu)建數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)加載到渲染引擎三大步驟。圖１．８是其基本的可視??化管線機(jī)制渲染流程，共涉及１２個(gè)基本數(shù)據(jù)類如表１．２所示，可視化管線方向??是從構(gòu)建數(shù)據(jù)源ｖｔｋＳｏｕｒｃｅ類，數(shù)據(jù)最終流向ｖｔｋＡｃｔｏｒ類；圖形渲染常指ｖｔｋＡｃｔｏｒ??類流向ｖｔｋＲｅｎｄｅｒＷｉｎｄｏｗ部分；而數(shù)據(jù)的更新方向與可視化管線方向相反，指??ｖｔｋＡｃｔｏｒ類逐級(jí)向ｖｔｋＳｏｕｒｃｅ發(fā)送更新１數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。??ｖｔｋＳｏｕｒｃｅ?ｉ?＾?ｗ??ｖｔｋＦｉｌｔｅｒ?｜．＝??＝??ｖｔｋＭａｐｐｅｒ?ｊ?？??ｖｔｋＰｒｏｐｅｒｔｙ?－］??Ｔ?？?２??ｋ?ｖｔｋＡｃｔｏｒ?５?ｆ??ｖｔｋＴｒａｎｓｆｏｒｍ?－?＾?＿］?［?￣??ｖｔｋＣａｍｅｒａ??▼?Ｕ－?ＶｔｋＬｉｇｈｔ??壬??圖１．８?ＶＴＫ可視化管線流程圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．８?ＶＴＫ?ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ??１５??

渲染窗口（顯示設(shè)備上的３Ｄ窗口）??ｖｔｋＲｅｎｄｅｒＷｉｎｄｏｗＩｎｔｅｒａｃｔｏｒ這染交互器３Ｄ這染窗口的指揮棒??ｖｔｋｌｎｔｅｒａｃｔｏｒＳｔｙｌｅ?交互樣式?改變交互器的交互樣式的樣式器??ｖｔｋＰｒｏｐｅｒｔｙ?屬性?改變幾何圖元的顏色大小等屬性的屬性器??ｖｔｋＴｒａｎｓｆｏｎｎ?坐標(biāo)變換器改變兒何圖元的空間坐標(biāo)??ｖｔｋＣａｍｅｒａ?照相機(jī)?遣染過程中的攝像頭??ｖｔｋＬｉｇｈｔ?ｉｊ％?控制渲染效果的點(diǎn)光源???ＶＴＫ可視化渲染過程可類比于圖１．９所示的觀眾在影院觀看演員演出的過程：??演員本是一位普通人員（ｖｔｋＳｏｕｒｃｅ），經(jīng)過妝扮（ｖｔｋＦｉｌｔｅｒ）、角色匹配（ｖｔｋＭａｐｐｅｒ）??成為某劇場（ｖｔｋＲｅｎｄｅｒｅｒ）中的演員（ｖｔｋＡｃｔｏｒ），該演員在舞臺(tái)（ｖｔｋＲｅｎｄｅｒＷｉｎｄｏｗ）??上表演，并且在舞臺(tái)的聚光燈（ｖｔｋＬｉｇｈｔ）的照射、攝像頭（ｖｔｋＣａｍｅｒａ）的攝影下斷??續(xù)地與舞臺(tái)下觀眾互動(dòng)（ｖｔｋＲｅｎｄｅｒＷｉｎｄｏｗＩｎｔｅｒａｃｔｏｒ）。??（ｖｔｋＣａｊｐｅｆＳ＾－?（ｖｔｋＡｃｔｏｒ）?－ｖ．??／＾ｆｒａ?（ｖｔｋＬｉｇｈ？Ｋ??（ｒ：：：Ｌ〇??ＮｓＸ４ｖｔ＾ｏｐ＾ｔＴ）??＾???＂＾＾（ｖｔｋＲｅｎｄｅｒｅｒ）??????Ｖｉｅｗｅｒ?（ｖｔｋＲｃｎｄｃｒ＼＼?ｉｎｄｏｗｌｎｔｅｒａｃｔｏｒ）??圖１．９類比ＶＴＫ渲染過程的觀眾在劇院觀看演員表演示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．９?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｕｄｉｅｎｃｅｓ?ｗａｔｃｈｉｎｇ?ｔｈｅ?ａｃｔｏｒｓ?ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]ReaxFF MD模擬結(jié)果分析中化學(xué)反應(yīng)路徑網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)[J]. 賀巧鑫,任春醒,李曉霞,郭力,張婷婷,高明杰,韓嵩.  計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2019(04)
[2]CL-20熱分解反應(yīng)機(jī)理的ReaxF F分子動(dòng)力學(xué)模擬（英文）[J]. 任春醒,李曉霞,郭力.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(10)
[3]ReaxFF MD模擬的物種和化學(xué)反應(yīng)自動(dòng)分類及可視化[J]. 韓君易,李曉霞,郭力,鄭默,喬顯杰,劉曉龍,高明杰,張婷婷,韓嵩.  計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2015(05)
[4]反應(yīng)分子動(dòng)力學(xué)（ReaxFF MD）模擬結(jié)果分析工具VARxMD[J]. 劉健,李曉霞,郭力,鄭默,韓君易,袁小龍,聶峰光,劉曉龍.  計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2014(06)

博士論文
[1]分子動(dòng)力學(xué)模擬的若干基礎(chǔ)應(yīng)用和理論[D]. 殷開梁.浙江大學(xué) 2006

碩士論文
[1]ReaxFF MD模擬結(jié)果的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)構(gòu)建及可視化[D]. 賀巧鑫.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所) 2019



本文編號(hào)：3469651