分子在碳纳米管中的动力学特征.doc

毕 业 论 文 分子在碳纳米管中的动力学特征 分子在碳纳米管中的动力学特征 摘 要：综述了分子动力学模拟技术的概况，采用Lennard-Jones势函数和经典分子动力学方法研究了稀有气体氩50个原子在碳纳米管道中的扩散行为。计算得出轴向扩散系数，以及扩散系数随温度的变化关系。其中碳纳米管道采用Material Studio数据库中的数据来构建，MD程序采用MOLDY分子动力学软件包代码构建模拟输入文件，模拟温度为400K。 The dynamic properties of Molecules in the carbon nanotubes Abstract: Reviews the molecular dynamics simulation technology. Based on the classical molecular dynamics method by using L-J potential, the diffusion process of rare-gas Ar 50 atoms in the carbon nanotubes is discussed. Axial diffusion coefficient is calculated, and temperature dependence of diffusion coefficient is discussed. The carbon nanotubes are construct by using the database of Material Studio, and we use MOLDY molecular dynamics program code build analog input file package, the simulation temperature is 400K. Key words: molecular dynamics, carbon nanotubes , Argon atom ,diffusion coefficient 目 录 1 引言……………………………………………………………………………………1 2 分子动力学模拟的理论基础…………………………………………………………4 2.1 概述……………………………………………………………………………… 4 2.2 分子动力学的运动方程………………………………………………………… 4 2.3 分子间势函数…………………………………………………………………… 4 2.4 分子动力学模拟的系综……………………………………………………………5 2.5 分子动力学模拟的边界条件………………………………………………………6 2.6 分子动力学模拟的初始值…………………………………………………………7 2.7 力学性质的计算……………………………………………………………………7 2.8 Materials Studio简介……………………………………………………………8 3 计算模型与方法………………………………………………………………………9 3.1 本文模拟对象…………………………………………………………………… 9 3.1.1 碳纳米管简介……………………………………………………………………9 3.1.2 单壁纳米孔道…………………………………………………………………10 3.1.3 计算模型………………………………………………………………………10 3.2 模型的构建………………………………………………………………………11 3.3 势能选取和模拟参数……………………………………………………………11 3.4 模拟方法与细节…………………………………………………………………11 3.5 分子动力学模拟具体步骤……………………………………………………… 12 4 结果与分析………………………………………………………………………… 13 4.1 氩原子在碳纳米管中的扩散行为……………………………………………… 13 4.2 扩散系数随温度的变化情况…………………………………………………………… 14 附录 A………………………………………………………………………………………………15 附录 B………………………………………………………………………………………………16 参考文献……………………………………………………………………………… 18 致谢…………………………………………………………………………………… 20 1 引言 分子动力学(Molecular Dynamics)[1-3]是在原子、分子水平上求解多体问题的重要的计算机模拟方法，通过求解所有