近年來(lái),多尺度問(wèn)題由于其廣闊的研究空間和豐富的科學(xué)內(nèi)涵引起了越來(lái)越多科研工作者的廣泛關(guān)注,已成為一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。多尺度現(xiàn)象在自然科學(xué)、生物科學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境、圖形處理、人類視覺(jué)、氣象科學(xué)、近代工業(yè)以及社會(huì)科學(xué)等諸多領(lǐng)域的科學(xué)研究中廣泛存在。在當(dāng)下成熟的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和科學(xué)技術(shù)下,多尺度現(xiàn)象在宏觀物質(zhì)、介觀物質(zhì)以及微觀物質(zhì)中,在物理學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、生物甚至是生命科學(xué)等交叉學(xué)科領(lǐng)域都得到了廣泛的運(yùn)用。多尺度科學(xué)是一門跨學(xué)科科學(xué),它主要研究不同空間或時(shí)間尺度相互耦合的現(xiàn)象,是復(fù)雜系統(tǒng)的重要分支。利用多尺度來(lái)研究非平衡態(tài)的動(dòng)力學(xué)行為是軟物質(zhì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),特別是多尺度相互作用系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)有序結(jié)構(gòu)的起源對(duì)于揭示生物系統(tǒng)的活性起源有重要的參考價(jià)值。本文第一章對(duì)多尺度現(xiàn)象和多尺度相互作用粒子系統(tǒng)進(jìn)行了描述。多尺度科學(xué)及其在各領(lǐng)域里的應(yīng)用等也包括于此。第二章綜述了具有競(jìng)爭(zhēng)排斥+吸引相互作用粒子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展。首先,對(duì)具有競(jìng)爭(zhēng)排斥+吸引相互作用的帶電粒子系統(tǒng)進(jìn)行了描述。其次對(duì)具有競(jìng)爭(zhēng)排斥+吸引相互作用的磁化粒子系統(tǒng)進(jìn)行了描述。然后,利用朗之萬(wàn)分子動(dòng)力學(xué),數(shù)值模擬了無(wú)序釘扎襯底上單層排斥磁... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

我國(guó)中原地區(qū)冬季溫度變化

多尺度相互作用粒子系統(tǒng)2圖1.2物質(zhì)空間尺寸的層次化、流動(dòng)、最后凝固的過(guò)程的物理機(jī)制進(jìn)行了模擬分析，最后在宏觀尺度上利用了有限元的方法對(duì)增材制造的全過(guò)程進(jìn)行了熱力學(xué)模擬仿真的實(shí)現(xiàn)[2]。基于以上多尺度的模擬仿真所得到的數(shù)據(jù)，閆文韜等人對(duì)于多尺度、多物理場(chǎng)這一過(guò)程提出了一種結(jié)構(gòu)一體化的增材制造的整體框架，完美實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的閉環(huán)控制[3,4]。在此種分類中，介于納米級(jí)和毫米級(jí)之間的介觀尺度的問(wèn)題是最為困難，也是最值得人們進(jìn)行更深層次研究的方向。尤其在凝聚態(tài)物理中應(yīng)用最為廣泛。介觀體系表現(xiàn)的有微觀尺度的屬性特征，也有宏觀尺度的尺寸特征。介于經(jīng)典物理的宏觀尺度與量子物理的微觀尺度質(zhì)之間的介尺度物理在近年來(lái)科學(xué)研究中是一個(gè)新的領(lǐng)域，在微觀尺度中所觀察到的諸多物理現(xiàn)象具體呈現(xiàn)在宏觀尺度的研究中。因此，量子、經(jīng)典與統(tǒng)計(jì)物理在解決介觀尺度的問(wèn)題中起著至關(guān)重要的作用。從單一尺度的研究到復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，介觀尺度問(wèn)題已經(jīng)成為了當(dāng)下科學(xué)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)于微小器件的開(kāi)發(fā)，介觀尺度問(wèn)題的研究使其從微小到更小成為了可能，具體表現(xiàn)在電腦器件和手機(jī)晶片的最小化方面。介觀物理為量子器件的研究制作提供了廣闊的思路，為集成電路的更小化打下了堅(jiān)實(shí)的理論基矗在客觀世界中，多尺度在圖文處理、視覺(jué)領(lǐng)域（包括人類視覺(jué)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)）中得到了廣泛的應(yīng)用，多尺度理論應(yīng)用的最早的案例是在解決醫(yī)學(xué)醫(yī)療診斷方

多尺度相互作用粒子系統(tǒng)3面和識(shí)別光學(xué)字符的實(shí)際問(wèn)題�？臻g尺度的研究在科學(xué)界的各個(gè)領(lǐng)域都有所涉及。時(shí)間尺度和空間尺度組成的跨尺度的時(shí)空多尺度的研究，更是使各界科學(xué)家們趨之若鶩。如圖1.3所示是經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)的時(shí)間尺度和空間尺度的關(guān)系。圖1.3經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)的時(shí)間和空間的尺度關(guān)系多尺度相互作用系統(tǒng)是一種復(fù)雜系統(tǒng)，是指在分子動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中，運(yùn)用不同長(zhǎng)度尺度的相互作用勢(shì)函數(shù)對(duì)系統(tǒng)中的粒子產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，從而發(fā)現(xiàn)一些物理現(xiàn)象與規(guī)律。其中活性系統(tǒng)是一種復(fù)雜系統(tǒng)，也是一種多尺度相互作用系統(tǒng)。在以往的研究中，大部分研究只注重單尺度相互作用（單相互作用勢(shì)）粒子系統(tǒng)的研究[5-9]。Reichhardt等人利用朗之萬(wàn)分子動(dòng)力學(xué)模擬了單尺度屏蔽庫(kù)侖相互作用粒子系統(tǒng)在正方形和三角形的二維周期性襯底上的有序化和熔化，發(fā)現(xiàn)并獲得多種類似于分子晶體的新穎膠體晶體態(tài)，Reichhardt等人稱之為膠體分子晶體[10]。他們也嘗試性研究了無(wú)序襯底上單尺度屏蔽庫(kù)侖相互作用粒子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性[11]。曹義剛等人[5]系統(tǒng)研究了無(wú)序釘扎襯底上單尺度屏蔽庫(kù)侖相互作用粒子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，并首次考慮了溫度的影響，發(fā)現(xiàn)了在高驅(qū)動(dòng)力下從運(yùn)動(dòng)近晶相到運(yùn)動(dòng)液體相的動(dòng)態(tài)熔化轉(zhuǎn)變。近年來(lái)，多尺度相互作用粒子系統(tǒng)被廣泛研究，特別是單層雙尺度相互作用粒子系統(tǒng)的物理特性和物理規(guī)律等已經(jīng)成為了科研工作者們研究的熱點(diǎn)。例如，陳江星等人[12]對(duì)具有短程吸引+長(zhǎng)程排斥的受驅(qū)動(dòng)膠體系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)了團(tuán)簇的生長(zhǎng)-熔化過(guò)程。他們還在強(qiáng)外力作用下研究了釘扎中心密度和溫度的影響。曹停停等人[13]對(duì)無(wú)序釘扎襯底上單層磁化膠體粒子系統(tǒng)的脫釘特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在脫釘點(diǎn)以上存在運(yùn)動(dòng)生命島狀結(jié)構(gòu)，并指出膠粒之間的吸引

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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