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基于分子动力学模拟流体输运性质的稳定性分析

陈俊 史琳 王楠 毕胜山

基于分子动力学模拟流体输运性质的稳定性分析

陈俊, 史琳, 王楠, 毕胜山
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  • 利用线性响应理论对Ar流体输运参数进行了分子动力学模拟,结果发现:导热系数和黏度会随着自相关积分函数积分时间的增加而产生剧烈波动,而扩散系数却相对稳定. 针对积分稳定性这一问题,对导热系数和黏度中的热流密度和应力张量进行了分解分析,发现含分子间作用力项是影响稳定性的最大因素. 从牛顿力学出发对作用力项的影响机理进行了分析,指明减小这种影响的最主要方法是使在体系进行统计输运参数前达到稳定平衡状态,即最小的预平衡步数应该满足使体系达到该状态下熵最大或者能量最低,并尽量减小温度对体系的影响. 同时,还对模拟盒尺寸、统计步长等因素对积分稳定性的影响进行了分析,给出了保持稳定性的建议.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB227305)和国家自然科学基金(批准号:50976060)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-30
  • 修回日期:  2011-06-02
  • 刊出日期:  2011-12-15

基于分子动力学模拟流体输运性质的稳定性分析

  • 1. 清华大学热能工程系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084;
  • 2. 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,西安 710049
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB227305)和国家自然科学基金(批准号:50976060)资助的课题.

摘要: 利用线性响应理论对Ar流体输运参数进行了分子动力学模拟,结果发现:导热系数和黏度会随着自相关积分函数积分时间的增加而产生剧烈波动,而扩散系数却相对稳定. 针对积分稳定性这一问题,对导热系数和黏度中的热流密度和应力张量进行了分解分析,发现含分子间作用力项是影响稳定性的最大因素. 从牛顿力学出发对作用力项的影响机理进行了分析,指明减小这种影响的最主要方法是使在体系进行统计输运参数前达到稳定平衡状态,即最小的预平衡步数应该满足使体系达到该状态下熵最大或者能量最低,并尽量减小温度对体系的影响. 同时,还对模拟盒尺寸、统计步长等因素对积分稳定性的影响进行了分析,给出了保持稳定性的建议.

English Abstract

参考文献 (61)

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