粘彈性物質(zhì)由于其兼具粘性及彈性的雙重屬性而在工程領(lǐng)域廣受關(guān)注,粘彈性性能的改變及描述對于粘彈性物質(zhì)的工程應(yīng)用至關(guān)重要。然而目前用于描述粘彈性的模型通常為彈簧和粘性阻尼體的線性組合,這些模型需要通過大量的實驗測試獲取其粘性系數(shù)及彈性模量,存在工作量大及測量精確度不高等問題。由于粘彈性屬于物質(zhì)屬性之一,當(dāng)物質(zhì)確定,則其粘度、彈性模量等也隨之固定,倘若能從分子本源角度將已知的物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、分子間作用力等微觀參數(shù)與粘彈性這一宏觀物理量建立關(guān)系,便可根據(jù)物質(zhì)自身微觀性質(zhì)直接預(yù)測出粘彈性。范德華力作為分子間最主要的作用力之一,對物質(zhì)構(gòu)成及物理屬性有重要影響,故研究范德華力對粘彈性的影響,將有助于從微觀角度解釋粘彈性產(chǎn)生的微觀機理,為粘彈性的工程運用及粘彈性材料的開發(fā)提供一定指導(dǎo)作用。本文首先運用平衡態(tài)分子模擬方法開展了外部環(huán)境參數(shù)(溫度、密度)變化下的單原子L-J體粘彈性的影響研究。選取粘彈性變化較大的液固共存區(qū)域ρ*=0.85¹.0,T*=0.6¹.5范圍,探討了單原子L-J體的粘彈性隨溫度、密度的變化規(guī)律,并進(jìn)一步探討了范德華力對單原子L-J體粘彈性...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號說明
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 物質(zhì)粘彈性的實驗研究
        1.2.2 物質(zhì)粘彈性的分子模擬研究
        1.2.3 范德華力作用下L-J體粘彈性研究
    1.3 本文研究目的和內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 粘彈性的分子動力學(xué)模擬方法
    2.1 分子動力學(xué)模擬流程
    2.2 物理模型
        2.2.1 約化單位
        2.2.2 分子作用勢
        2.2.3 分子作用勢參數(shù)
    2.3 幾何模型
        2.3.1 建模方法
        2.3.2 周期性邊界條件
        2.3.3 位能截斷
    2.4 模擬算法
        2.4.1 系綜
        2.4.2 定溫控制法
        2.4.3 能量最小化
    2.5 數(shù)據(jù)分析及處理方法
        2.5.1 靜態(tài)粘彈性(粘度與無窮大頻率彈性模量)計算
        2.5.2 動態(tài)粘彈性(儲能及損耗模量)計算
        2.5.3 徑向分布函數(shù)
        2.5.4 原子連通性弛豫時間
        2.5.5 粘彈性特征弛豫時間
        2.5.6 均方位移(MSD)及擴散率計算
        2.5.7 粒子動態(tài)位移概率分布函數(shù)
        2.5.8 Kramers擴散控制反應(yīng)模型
    2.6 本章小結(jié)
第三章 溫度、密度變化下范德華力對單原子L-J體粘彈性的影響研究
    3.1 單原子L-J體模型驗證
        3.1.1 徑向分布函數(shù)及輸運特性驗證
        3.1.2 剪切應(yīng)力自相關(guān)函數(shù)及粘性驗證
        3.1.3 約化計算與真實實驗數(shù)據(jù)驗證
    3.2 單原子L-J體粘彈性隨溫度、密度的變化規(guī)律
        3.2.1 單原子L-J體靜態(tài)粘彈性隨溫度、密度的變化規(guī)律
        3.2.2 單原子L-J體動態(tài)粘彈性隨溫度、密度的變化規(guī)律
    3.3 范德華力對變溫度密度下的單原子L-J體粘彈性的影響分析
        3.3.1 范德華力作用成斷鍵分析
        3.3.2 粒子動態(tài)位移概率分布函數(shù)分析
        3.3.3 系統(tǒng)勢能差分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 勢參數(shù)變化下范德華力對單原子L-J體粘彈性的影響研究
    4.1 單原子L-J體粘彈性隨L-J勢參數(shù)的變化規(guī)律
        4.1.1 粘彈性隨ε的變化規(guī)律
        4.1.2 粘彈性隨σ的變化規(guī)律
    4.2 范德華力對變勢參數(shù)下的單原子L-J體粘彈性的影響分析
        4.2.1 范德華作用成斷鍵分析
        4.2.2 粒子動態(tài)位移概率分布函數(shù)分析
        4.2.3 系統(tǒng)勢能差分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 范德華力對混合雙原子L-J體粘彈性的影響研究
    5.1 混合雙原子L-J體模型驗證
    5.2 溫度、密度對混合雙原子L-J體粘彈性的影響
        5.2.1 溫度對混合雙原子L-J體粘彈性的影響
        5.2.2 密度對混合雙原子L-J體粘彈性的影響
    5.3 L-J勢參數(shù)對混合雙原子L-J體粘彈性的影響
        5.3.1 ε參數(shù)對混合雙原子L-J體粘彈性的影響
        5.3.2 σ參數(shù)對混合雙原子L-J體粘彈性的影響
    5.4 異種粒子間作用力對混合雙原子L-J體粘彈性的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介,攻讀碩士期間參加的學(xué)術(shù)活動與發(fā)表的論文



本文編號：3941026