首页 > 88必威

温稠密乙烷等流体物性的第一性原理分子动力学研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 03:42:52
热度:

温稠密乙烷等流体物性的第一性原理分子动力学研究【摘要】:温稠密物质广泛存在于凝聚态物理、等离子体物理、天体物理等诸多基础研究领域和以惯性约束聚变为代表的应用装置设计研究中。温稠密物

【摘要】:温稠密物质广泛存在于凝聚态物理、等离子体物理、天体物理等诸多基础研究领域和以惯性约束聚变为代表的应用装置设计研究中。温稠密物质的热物理性质对地幔物质的演化、惯性约束聚变、某些行星内部结构、超新星爆炸、高压条件新材料和炸药爆轰等研究中具有重要意义和应用价值。温稠密物质是高度瞬变的多体无序体系,研究中需涉及到强耦合、电子简并、强电离体系的多体量子效应等多种重要基本物理机制。本文采用基于有限温度密度泛函理论的第一性原理分子动力学方法模拟计算了温稠密物质的热物理性质,具体内容包括以下几个方面: 一、研究了温稠密一氧化碳(CO)流体体系沿着冲击压缩Hugoniot曲线上的热力学及电光学性质。对比模拟的冲击压缩Hogoniot状态方程与已有的理论和实验数据,表明了采用量子分子动力学方法计算的可靠性。通过分析冲击下体系的对关联函数分布、原子结构和电荷密度分布,给出了冲击压强下流体体系的化学分解图像。根据Kubo-Greenwood公式,计算了沿着冲击压缩Hugoniot曲线上体系的电学及光学性质,特别是在40GPa时,发现了体系的非金属-金属转变。 二、研究了极端条件下乙烷(C2H4)流体的状态方程和非金属-金属转变。由体系沿着等温线不同密度对应的对关联函数分布、光电能谱、原子结构和电荷密度分布,验证了乙烷体系非金属-金属转变与乙烷分子的化学分解过程的紧密关系。随着温度、压强增加,体系发生了化学分解形成分子或原子形式的氢和一些长烷烃链。然而在高压强乙烷的分解过程中并没有观察到金刚石结构碳形成。 三、计算了在极端情况下氮-氧流体体系的热物理性质。通过分析氮的氧化物(NO、N20和N02)流体体系及氮气+氧气混合流体体系的状态方程,验证了体系的Hugoniot点与初始密度、初始温度和初始分子结构状态的关系。利用Kubo-Greenwood公式,计算了氮的氧化物体系的电学及光学性质。详细分析氮的氧化物流体体系的对关联函数分布、原子结构和电荷密度分布,证实了体系分子的化学分解过程与体系非金属-金属转变之间的密切关系。 四、计算了扩展态铁流体体系的热物理性质。研究了铁在密度为常态密度的1/2-1/7范围内电学性质的变化。由铁的电阻随内能的变化关系判定在体积比φ=3-4时,体系发生了金属-非金属转变。分析系统的光电能谱、电荷密度分布及运用Drude-Smith模型拟合系统的动态电导,发现随着密度减小,系统的导电电子局域性逐渐增强,从微观上解释了电学性质的变化。 【关键词】:温稠密物质 第一性原理分子动力学 状态方程 非金属-金属转变
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O414.1
【目录】:
  • 摘要3-5
  • Abstract5-7
  • 目录7-10
  • 第一章 绪论10-20
  • 1.1 温稠密物质的研究背景及意义10-13
  • 1.2 温稠密物质物性研究的实验技术及进展13-16
  • 1.2.1 静态加压技术及进展14-15
  • 1.2.2 动态加压技术及进展15-16
  • 1.3 温稠密物质物性研究的理论研究及进展16-18
  • 1.4 选题意义及论文安排18-20
  • 第二章 第一性原理分子动力学方法的物理基础和软件介绍20-38
  • 2.1 密度泛函理论21-27
  • 2.1.1 密度泛函理论的物理基础21-26
  • 2.1.2 有限温度密度泛函理论26-27
  • 2.2 赝势和基函数27-28
  • 2.3 第一性原理分子动力学28-32
  • 2.3.1 Born-Oppenheimer分子动力学28-29
  • 2.3.2 Car-Parrinello分子动力学29-30
  • 2.3.3 系综与控温方法30-32
  • 2.4 软件简介32-34
  • 2.5 本文计算材料物性的方法34-37
  • 2.5.1 状态方程34-35
  • 2.5.2 径向分布函数35-36
  • 2.5.3 电导系数与光学反射系数36-37
  • 2.6 本章小结37-38
  • 第三章 温稠密一氧化碳流体热力学性质的模拟计算38-50
  • 3.1 引言38-40
  • 3.2 计算方法40-42
  • 3.3 一次冲击压缩Hugoniot状态方程42-43
  • 3.4 一氧化碳流体体系沿着Hugoniot曲线的对关联函数分布43-45
  • 3.5 极端情况下一氧化碳流体的电光学性质45-48
  • 3.6 本章小结48-50
  • 第四章 温稠密乙烷流体热力学性质的模拟计算50-63
  • 4.1 前言50-53
  • 4.2 计算方法53-54
  • 4.3 烷流体系统的等温状态方程54-56
  • 4.4 极端情况下乙烷流体体系的化学分解图像56-58
  • 4.5 烷分子流体的电学和光学特性58-62
  • 4.6 本章小结62-63
  • 第五章 温稠密氮-氧体系热物理性质的模拟计算63-81
  • 5.1 引言63-66
  • 5.2 计算方法66-67
  • 5.3 氮-氧体系的物态方程67-72
  • 5.4 氮的氧化物流体体系的电光学特性72-79
  • 5.5 本章小结79-81
  • 第六章 扩展态铁的热力学性质的量子分子动力学模拟计算81-93
  • 6.1 引言81-83
  • 6.2 计算方法83-84
  • 6.3 扩展态铁流体的状态方程84-87
  • 6.4 扩展态铁流体的电学性质87-89
  • 6.5 分析与讨论结果89-91
  • 6.6 本章小结91-93
  • 第七章 总结93-95
  • 参考文献95-111
  • 在读期间完成论文情况111-112
  • 致谢112-113
  • 个人简历113


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

顺式环氧琥珀酸的结构和性质的理论研究    王永刚;李树英;张书文;秦大伟;

氦热力学性质的分子动力学研究    何以广;王钊;梁晶;高爽;田宝贤;汤秀章;

GaP晶体辐射太赫兹波物理机制的理论研究    张显斌;张丽萍;张新鹏;曹兵;施卫;

小分子激发态质子转移的理论研究    赵晓宏

Mo(W)/S/Cu簇聚物与[AgSCN]_n基配聚物的合成、结构、理论计算及三阶非线性光学性能研究    李江华

新型尖晶石结构半金属材料磁电性能的第一性原理计算    刘俊

乙醇氧化羰基合成碳酸二乙酯Hβ分子筛铜基催化剂的研究    张萍波

聚N-异丙基丙烯酰胺构象转变的计算机模拟研究    庞娟

含芴类有机电致发光材料之光电性能的理论研究    严妍

Co掺杂TiO_2光催化分解水制氢性能及其能带结构的计算    刘慧

碱式氯化铜晶型结构对甲醇氧化羰基反应催化性能的DFT研究    杨洋

小鼠、小牛血清SERS谱及胞嘧啶拉曼谱的实验和理论研究    王贺陶

晶体辐射THz波物理机制的密度泛函理论及缺陷对晶体光谱影响分析    张丽萍

AT阴离子碱基对中的质子转移机理研究    张凤

O掺杂BC_2N纳米管结构稳定性和电子性质的理论研究    吴宫莲

ZnO的表面吸附和掺杂    李汝虎

Al和Ni共掺ZnO光学性质的第一性原理研究    关丽;李强;赵庆勋;郭建新;周阳;金利涛;耿波;刘保亭;

Hf_xTi_(1-x)O_2电子结构与光学性质的第一性原理研究    段国玉;宋思超;魏昌东;王松有;贾瑜;

Mg掺杂CdSe电子结构和光学性质的第一性原理    王亚超;王梅;苏希玉;李振勇;赵伟;

In掺杂ZnO光学性质的第一性原理研究    冯现徉;王培吉;张昌文;逯瑶;蒋雷;张国莲;

过渡金属与氮共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究    段满益;徐明;周海平;沈益斌;陈青云;丁迎春;祝文军;

Mn掺杂GaN电子结构和光学性质研究    邢海英;范广涵;赵德刚;何苗;章勇;周天明;

CdS电子结构和光学性质的研究    李富强;殷春浩;徐婧;行军;

Si基外延Ru_2Si_3电子结构及光学性质研究    崔冬萌;谢泉;陈茜;赵凤娟;李旭珍;

高压下钡的硫化物的结构相变和光学性质研究(英文)    郝爱民;杨晓翠;赵玉伟;刘鑫;宋爱君;张卫国;辛伟;

用第一性原理研究掺钴碲化锌的电子结构和光学性质    胡小强;雷宇;刘国栋;汪胜前;熊志华;

TaON电子结构、光学性质和晶格动力学的第一性原理研究    李盼;樊唯镏;李妍璐;孙宏刚;程秀凤;赵显;

CrSi_2能带结构和光学性质的第一性原理研究    周士芸;谢泉;闫万珺;陈茜;

Mg_2Si电子结构及光学性质的研究    陈茜;谢泉;闫万珺;杨创华;赵凤娟;

非金属掺杂锐钛矿相TiO_2光学特性的第一性原理研究    刘刚;刘学军;叶志清;

铁酸铋光学特性的第一性原理研究    潘红亮;王月花;

稀土金属掺杂ZnO磁学和光学性质的第一性原理研究    杨磊;方源达;宋丹丹;刘临利;郑全超;

Cr掺杂的LiFePO_4正极材料:第一性原理研究和蒙特卡罗模拟    欧阳楚英;施思齐;王兆翔;李泓;黄学杰;陈立泉;

GaN(0001)表面吸附O_2的第一性原理研究    胡春丽;章永凡;李俊篯;

PVDF单链拉伸的第一性原理模拟    曾凡林;孙毅;

加载条件下复杂结构材料的动力学行为的第一性原理研究    陈军;

乙烷传感器有可能用于检测肺癌    辛讯

乙烷传感器:既可探到石油又能“嗅”出肺癌    王艳红

抗肿瘤药乙烷硒啉进入一期临床    付东红

油价上涨带动下游产品价格调升    庞晓华

中原油田乙烷气处理装置投产    记者 吴宝英

新型分子磁性材料研究通过验收    

职务犯罪预防关口前移    通讯员 娄景 王莹

奥开发出能量更强单原子激光器    张梦然

应进一步加大对微生物采油技术的支持力度    记者 李大庆

兰州石化炼油厂 有效利用干气创效900万元    通讯员 徐雪萍 王晓东

温稠密乙烷等流体物性的第一性原理分子动力学研究    张玉娟

简单金属元素及其金属间化合物高压物理性质的第一性原理研究    谢禹

若干表面体系反应及动力学行为的第一性原理研究    付强

过渡金属氮化物和硼化物的第一性原理研究    陈伟

金属Nb及其空位与H的相互作用的第一性原理研究    饶建平

固态氧高压相变的第一性原理研究    刘艳辉

纤锌矿半导体电子能带结构和光学性质:第一性原理研究    王伟华

大豆蛋白凝胶光学性质及其应用的研究    陈复生

非晶GaN薄膜的制备及性能和碳纳米管的LB排布    贾璐

Mn掺杂ZnO纳米晶的光学和磁学性质研究    李金华

硼掺杂对β-SiC光学性质的影响    冯桂英

四方相和六角相CsMgH_3的电子和光学性质的第一性原理研究    安鹏

ZnS掺杂系统电子结构和光学性质的理论研究    齐延华

ZnO电子结构与属性的第一性原理研究    张富春

Y_3Al_5O_(12)物性的第一性原理研究    刘铖铖

高压下AlH_3相变的第一性原理研究    吴晓

8-羟基喹啉铝及其衍生物的第一性原理研究    刘小村

典型半导体材料的第一性原理研究    何开华

ZnO电子结构与基本属性的第一性原理研究    李河

双钙钛结构材料Ba_2FeReO_6的第一性原理研究    刘长明

Baidu
map