位原子链的热传导模拟.docVIP

一维原子链的热导模拟 蒋城欢，刘红 c I}}京师范人学物理利学与技术学院，江苏南京21 ooy} 「摘要」提出新的碰撞模型，通过模拟儿种只含两种质量粒子的维链的能量传递，研究质量分布对热汁的 影响.得出的T - v Ixl ,}小质量比在1到3之{i} I I} , ,上的温度分布存在部分梯度，.,.r质量比人十3 IY},链上粒子 的温度分布不存在梯度，整体处十中温度值T附近，而且平均温度仅与链上粒子的质量分布有关. [关键词]维链，双原子链，tibonacci链，Period-doubling链,1hue-Morse链 [，}，ICI分类号1 0551[文献标识码1A[文草编号X1001-4616(2006)03-0036-04 Simulation of Heat Conduction in One一dimensional Chains Jiang Chenghuan，Liu Hong (School of 1hvsical Science and Technology, 1\anjing 1\onnal Cniversity, 1\anjing 210097，ch}n} Abstract: A new(ollision model was put forward, Lhe influence of mass disLribuLion on Lhe heal(onduc;- Lion was studied tlwugh simulating the energy transportation in snne one-dimensional(pains which onlv have two different masses. The(alc;ulated T一N profiles show that it has gradient(harac;terisLic; in the temperature disLribuLion when the in several(pains no longer mass ratio is between 1 and 3. However, for larger mass ratio, the gra- exist, and the whole(pain is near a stable average temperature. Moreo- it is found drat the average temperature is onlv relative t; nass distribution words: one-dimensional(pain, double-atom(pain, Fibona(r(pain, Period-doubling(pain, Thue- 几胜 11，y e生e 。妇ek目 Morse ehaio 0引言 当材料的两端存在温度梯度，则热量会从高温端传向低温端.若材料是均匀的块体，则从高温端到低 温端温度是线性变化的，即存在温度梯度.但是对十低维系统往往出现与高维系统不同的性质.近些年来， 由Newton动力学进行演化的低维系统的热导研究吸引了很多人的兴趣.热导与系统的大小究竟有没有关 系?热导与决定’已的微观动力学的联系又是什么?为了研究低维系统的热传递，人们提出了很多模型，诸 如谐振链模型、单原子Tod。模型,F一K模型川、离散中“模型LzJ、Lorentz模型} ; } , FPU模型L4,sJ、双原子To- da模型LtJ等等，发现采用的模型不同，会得到不同的结论，有的不存在温度梯度，有的则存在温度梯度.这 些模型都是同一类原子在相互作用势下的模型.由十气体中能量的传递是靠气体分子之间的完全弹性碰 撞进行的，Dhar A}}曾通过气体分子弹性碰撞模拟不同质量的一维无序气体原子链的热导问题，发现当两 种原子的质量差别很小，接近1时一，模拟结果显不存在一个非平庸的稳定态，但是对十原子质量差别较大 时一，以及准周期质量分布的一维原子链的热导问题研究结果很少. 木文提出气体分子弹性碰撞模型，并考虑气体分子运动的热效应及热力学第二定律等因素，结合统不}- 平均的方法模拟单原子链、双原子链、准周期性的Fihonacci链、)‘一义Fihonacci链、Period-doubling链和 Thue-Mor、链及无序链的热导，研究质量分布对热导的影响. LI文稿口期:200s一11一()1. 基金项II:江苏省教育厅自然Xv学基金资助项I I C 04 K ) . 作者简介:蒋城欢，女，1982-,硕}研究生，}一要从事凝聚态物理的学习与研究.l}-mail: chenghuan249@