一、HCFC-R22的等效Stockmayer势能模型及汽液平衡分子模拟（论文文献综述）
张翔[1]（2010）在《流体在碳材料中吸附分离的实验及分子模拟》文中进行了进一步梳理甲烷和氢气的存储及过渡性制冷剂HFC-134a的回收,在环境保护方面具有重要的意义。碳材料具有稳定、多孔、大比表面积等性能使其广泛应用在气体储存及分离净化等领域,本文选取了碳纳米管和活性碳纤维材料,利用实验和巨正则系综Monte Carlo分子模拟相结合的方法分别研究了氢气和甲烷在辐照改性后的碳纳米管内的存储及N2/HFC-134a（1,1,1,2-四氟乙烷）二元混合物在活性碳纤维（ACF）内的吸附分离。所得主要结论如下：1利用实验和GCMC相结合的方法模拟了氮气在不同孔径的单壁碳纳米管中的吸附,结合统计积分的方法得出了单壁碳纳米管的孔径分布。2利用GCMC方法预测了298K、77K氢气和298K甲烷在样品中的吸附存储。结果表明：298 K和12 MPa压力下,氢气的吸附量达到1.5 wt%; 77K和12 MPa下,氢气的吸附量达到7wt%; 298 K和3.5 MPa甲烷在样品中的吸附量可以达到108V/V,表明辐照后的碳纳米管具有较好的吸附性能。3结合实验数据,利用GCMC方法模拟了氮气在不同孔径的活性碳纤维中的吸附,通过统计积分的方法计算得出了活性碳纤维的孔径分布。4模拟了N2/HFC-134a（1,1,1,2-四氟乙烷）二元混合物在活性碳纤维（ACF）内的吸附分离,结果表明：较小孔径、低压以及低温条件有利于HFC-134a的吸附分离。在常温下,HFC-134a在带有孔径分布的活性碳纤维实际材料内的吸附选择性可以达到62，表明我们所制备的活性碳纤维材料可以较好地分离空气中微量的HFC-134a。
陈煜[2]（2007）在《He II传输参数特性与HeII获取研究》文中提出本文结合CGSE（Cryogenic Ground Support Equipment,低温地面支持设备）系统中有关He II的产生与输送方面的工程应用要求,针对He I和He II的物性、低温液氦与He II的获取模型、传输温升模型进行了理论研究和数值模拟,并采用试验对部分理论分析结论进行了验证,主要理论研究和试验工作如下:一、He II粘度的不确定现象与分析。对目前已经出现的关于测试He II粘度的试验进行全面分类和系统研究,指出He II表观粘度测量结果的不确定性,即对测试条件的依赖性。唯一可以从理论角度出发对此现象进行的定性解释就是,He II内部出现了超流体紊流和涡旋粘度,目前还没有达到可以定量说明的水平。因此,尝试利用现有的关于He II的低温物理学理论和相关背景知识对几种实验技术之间表现出来的差异进行了分析。同时给出针对不同测试和应用条件表现出来的具体粘度数值,为CGSE系统真实工程应用条件下的粘度选用提供依据。在此基础上提出在一定条件下便于工程应用的简单估算He II粘度的数学方程。二、利用分子动力学（MD）方法对LJ（Lennard-Jones）流体和量子流体的粘度研究。首次尝试采用外加无量纲力场的方法,使流体形成稳定的速度分布,进而分析其粘度。无论是模拟的过程还是其结果都能够提供一些很有价值的结论:如果要模拟较低的流体温度,需要采用较大的外加力场才可以形成比较明显的速度梯度。5000个分子的系统模拟得到的状态点全部落入研究流体的超临界区域。与超临界氦相比,超临界氩粘度的模拟结果更接近于NIST（National Institute of Standards and Technology）提供的数据。对于18000个分子的系统,在给定的初始模拟温度条件下,能否形成稳定的速度分布对外加力场的数值大小更加敏感。对待不同的初始输入条件,需要选取与之相应的外加力场,才能够形成稳定的速度分布。而18000个分子系统的模拟结果同样存在与5000级分子系统相同的问题,这是因为氦具有量子效应,而在LJ流体模型中,并未考虑这种量子效应。在目前带有量子效应修正的分子动力学研究领域,还较少涉及传输参数的模拟。本文通过FH（Feynman-Hibbs）势函数实现了LJ流体的量子效应修正。计算发现,随着计算温度的降低,量子效应的修正增强。采用量子效应修正后,对系统的温度场影响很大,必须在很小的外加力场作用下,才能使计算结果尽量收敛于输入值,这些做法使模拟时间大大增长,由原来的20小时可以计算一个状态点突然增加到7天甚至更长,不仅占用大量的计算机资源,也大大限制了计算的状态点数量。结果发现,采用外加力场和量子效应相结合的方式,可以实现液氦甚至He II粘度的分子动力学模拟,使其可能不再依赖于复杂的实验技术。三、理论研究He II获取方案、减压降温法获得不同温度液氦和He II的液体获得率。针对直接节流、预冷与节流相结合、抽真空以及抽真空与节流过程相结合这4种方案进行了比较详细的对比分析和计算。在综合比较各方面因素而选定了抽真空方案后,根据减压降温法的基本原理,提出了用于预测液体获得率的双守恒模型,全面考虑了过程中液氦和蒸发氦气的焓变和温度变化,并与前人提出的其他分析模型进行了对比。在双守恒模型的基础上,对AMS-02中CGSE系统如何实现He II获取的三杜瓦,即主杜瓦、传输杜瓦与磁体杜瓦联动运行方案进行了分析讨论和计算,在已知部分设备信息的条件下,对磁体杜瓦的抽真空时间、1.8 K He II得率、补注时间进行判断和估算。四、试验系统的建立。建立用于模拟CGSE系统主要设备和功能的试验系统,解决系统中可能出现的一些关键问题,如测试设备的信号线引出问题,发生系统阻塞事故后的系统复温吹扫问题等。与自控技术人员联合开发带有扩展功能的数据采集系统和数据实时采集记录软件。对系统中的低温设备进行性能测试,包括液氦杜瓦的静态蒸发率测试、低温管路接头和主要低温管路的漏热量测试,为真实系统的调试和运行提供可靠的工程技术数据和经验。试验内容主要有:（1）采用减压降温法,使用饱和液氦获得工程用低温液氦（2.2 K～4.2 K之间的饱和液氦）和He II,与本文提出的双守恒模型对比分析其液体获得率,验证本文提出的预测液体获得率的双守恒模型的准确性和可靠性,为探索减压降温法获得He II并确定其液体率,获得一定的理论基础与工程经验;（2）液氦输送管路绝热性能试验,确定四层绝热结构液氦管路的绝热性能,为其工程应用提供定量的分析数据;采用内部充注液氮,利用质量流量计测量其蒸发率的方法对CGSE系统中的两根高真空多层绝热低温输送管路PL3与PL14以及带有冷蒸汽屏的PL2进行了低温性能测试。五、理论分析并计算He II强制流动特性。应用He II状态方程直接确定其Joule-Thomson系数。根据状态方程法的计算结果拟合得到适合于工程应用的经验方程。在此基础上对强制流动He II输送系统Joule-Thomson（JT）效应进行研究。采用考虑到系统压力梯度影响的较为复杂的模型方程对He II强制流动系统的温度分布进行求解,并与没有考虑JT效应的简化微分方程的求解结果进行比较。发现,将由于单纯的JT效应引起的温升与简化方程的结果进行叠加之后,结果与考虑压力梯度的复杂方程的结果十分相似,从而简化复杂工程的求解。本文针对He II传输参数特性、低温液氦传输管路性能和He II获得三方面内容,从理论分析和试验研究两方面展开,得出了一些有意义的结论,为液氦和He II的大型工程应用提供了一定的理论准备和技术基础。
张新波,刘庆林[3]（2007）在《丁醇和高级烷烃气液相平衡的分子模拟》文中研究指明用Gibbs系综的Monte Carlo法模拟了正丁醇。正己烷和正丁醇-正庚烷体系的气液相平衡。在恒定压力0.496 6 MPa、0.294 0 MPa和0.1 MPa下,分别采用恒温恒压的Gibbs系综（NPT-Gibbs）模拟了不同温度下的气液相平衡。计算结果表明,模拟的数据比较准确,在一定温度范围内与实验结果吻合。
夏志强[4]（2006）在《高阶FMSA展开研究流体界面性质》文中研究表明近年来，密度泛函理论（DFT）成为研究非均匀流体的结构和热力学性质广为采用的理论方法。本文应用密度泛函理论对流体界面的结构、热力学性质进行了广泛研究。本文结合改进的基本度量理论（MFMT）与一阶平均球近似（FMSA）理论解析得到的径向分布函数（RDF）和直接相关函数（DCF）建立了密度泛函理论框架，并在其展开项中考虑了高阶微扰项作用，即考虑了主体流体密度不一致性，以避免在计算界面密度分布时出现难以收敛、误差大等问题。其中的相平衡性质以及密度泛函理论中的直接相关函数的计算均系统地来自于FMSA。通过采用MFMT和高阶FMSA展开分别表示硬球排斥和色散吸引作用对Helmholtz自由能泛函的贡献，得到了LJ流体的密度泛函方法。由理论计算得到了不同温度下流体的界面密度分布、界面张力，计算表明理论预测和MC模拟结果符合的很好。将高阶展开扩展应用到缔合流体，理论成功地预测了缔合流体地界面分布、界面张力，较之原有的密度泛函方法均有了明显改善，通过与MC模拟结果比较表明该方法对缔合流体也是非常准确和有效的。进而，本文对链节单体间含有吸引作用的链状流体的界面结构性质进行了探索性研究，为我们进一步深入研究聚合物流体界面性质奠定了坚实的基础。
丁世良,孔涛,董顺乐[5]（2002）在《原子与双原子分子的碰撞反应》文中研究说明一个原子与一个同核双原子分子反应碰撞的过渡态构型是线型的 ,计算了平衡临界键长的统计分布函数及其平均值、反应活化能和反应速率常数 ,理论结果与实验值相符 .
张现仁[6]（2001）在《纳米圆柱孔材料的限定空间内流体的吸附及相行为》文中研究表明被限制在几个分子直径的纳米孔中的流体分子，表现出一系列不同于主体流体的物理性质。如何更好的理解有限尺寸效应，表面作用以及维数的变化的影响具有重要的理论意义。此外由于吸附是日常生活及工业单元操作中较普遍存在的一种现象，了解吸附微观机理和限定空间内流体的相行为也具有重要的实际意义。本文应用计算机模拟和密度泛函理论研究了简单流体分子在圆柱状孔MCM-41和单壁碳纳米管束（SWNTs）中的吸附及相行为。 本文提出了一个解析的势函数来描述圆柱状孔中的LJ分子壁面的相互作用势。经验证这个势模型和虚拟原子模型相一致，并在孔壁厚度趋于零的极限条件下和圆柱面的势函数吻合较好。 通过这个势函数模拟了氮气在MCM-41中的吸附等温线并与本校实验测定的氮气在MCM-41中吸附的实验数据相比较，拟合出适个表征MCM-41孔墙分子的势参数。利用这套势参数和巨正则系综Monte Carlo（GCMC）方法模拟了不同孔径和温度下甲烷在MCM-41中的吸附等温线和其在孔中的排列方式。由模拟可知，当在室温300K，压力为5.4MPa和7.1MPa时，吸附在3.525nm的MCM-41中的甲烷可达7.86mmol／g和9.75 mmol／g。。 本文比较了甲烷在MCM-41中吸附的密度泛函理论（DFT）计算和GCMC模拟结果。通过比较寸以看出，DFT计算和GCMC模拟的吸附等温线吻合较好。本文采用DFT方法计算了甲烷在不同的孔径和不同温度下的吸附等温线。研究了孔径，温度，孔墙势阱深度和孔墙厚度对吸附等温线的影响。 本文采用GCMC方法和DFT方法考察了温度和墙势作用对层状转变的影响。GCMC模拟发现当孔壁的粒子密度分别为ρs、（ρs=2.0g／cm3）和2sρ时，两种情况下0-＞1层状转变的临界点都在T*=0.44和0.5之间。模拟表明当孔壁的粒子密度为ρs时层状转变处于毛细凝聚对应的回滞环中。而当孔壁的粒子密度为2ρs时则不处于毛细凝聚对应的回滞环中。此外在65K温度下GCMC模拟发现，这时的层状转变伴随着很窄的回滞环。总体来言，DFT和GCMC方法给出了大体相同的结论。不同的是，当孔壁内的粒子密度为2ρs和温度为74.05 K时，GCMC方法给出的层状转变是连续的，而DFT的计算结果表明，这时的层状转变是一北京化工大学博士学位论文阶相变并伴有明显的回滞环。本享应用勺分子动力学（MD）方法考察了在可熊的o一>l层状转变前的状态中流体分子的构型的变化和扩散卞卜质，以推断温度，孔墙作用和粒子密度对LJ粒子在圆柱状孔中的排列方式以及它们所处的状态。通过MD模拟还发现LJ粒子在圆柱状孔的表面上有明显的聚集效应，第一层未排 满前粒子不是均匀的分布在圆柱状孔的内表面上，而是分布在圆柱状孔的表面上 的流体粒子聚在一起，呈片状或簇状分布。 本文采用GCMC方法模拟研究了甲烷在SWNTs的管内和管隙中的吸附和相行为。与狭缝孔相比，室温下甲烷在4.077lun的SW闪Ts中具有较高的吸附储存能力。在较低温度下，除毛细凝聚外，甲烷在孔径为4.077 nm的正方晶格的碳管阵列的管隙中会出现类似固体的分子构型。在这个体系中甲烷的固化温度应在125K和135K之间，这个温度高于LJ甲烷分子在主体流体中的转变温度10lK。本文也采用DFT方法研究了甲烷在单壁碳纳米管中丰富的相行为。 本文采用GCMC方法模拟研究了乙烷在SWNTs的份内和管隙中的吸附。模拟发现碳管中碳原子的结构对乙烷分子在管内中的吸附几乎没有影响。模拟结果表明，对乙烷分子在管内和管隙中的吸附能力来讲，孔的体积和墙势作用是一对相互竞争的因素。而且无论是管内吸附还是管间吸附时，靠近壁面处的分子密度较高且乙烷分子倾向于顺着壁面排列。当碳管的孔径为2.719 nm时，由吸附等温线可以判断，这时的管内吸附具有中孔吸附的特征，}叮管隙中的吸附具有微孔吸附的特征。在讨论管内乙烷分子的吸附时发现，在低温下一般乙烷分子在达到饱和吸附的分子数密度会随孔径的增加而增加。但孔径在Inln附近时，增加孔径会引起孔内吸附的分子数密度的突然减少。 本文采用DFT方法研究了氢气在SWNTs的管内和竹隙中的吸附。结果表明温度对吸附量和流体分子在孔中的排列均有较大影响。DFT一计算可知，77K和6MPa时，氢气在2.719nm的SWNTs的总的吸附的重量百分比分别可达到132wt%。而在30OK和6MPa时，氢气在2.719 nm的SWNTs的总的吸附的重量百分比仅为1.swt%。以前对氢在单壁碳纳米管束的模拟和理论计算仅仅局限于较小的微孔，而本文的计算表明较大的孔径有利于氢气在单壁碳纳米管束的管隙中的吸附。本文中还比较了氢气在管内和管隙的吸附，发现氢气在管隙中的吸附占吸附总量的一个较大比重，不可忽略。并且管径越大所占的比重越大。
金文正,汪文川[7]（2000）在《HCFC-R22的等效Stockmayer势能模型及汽液平衡分子模拟》文中研究表明采用等效Stockmayer势能模型得到R22的势能参数,并应用Gibbs系综模拟汽液平衡予以考察.模拟中,采用了Metropolis抽样及周期边界条件.模拟结果表明饱和液体密度精度较高,且饱和蒸汽的密度及蒸汽压的结果也十分令人满意,说明等效Stockmayer势能模型方法的可靠性和可行性.
金文正[8]（1999）在《水溶液性质及多孔介质吸附过程的计算机分子模拟》文中研究指明随着计算机技术的发展，计算机分子模拟已成为在分子水平上研究流体结构及性质的一种强有力工具，越来越受到化学工程界及其他一些领域的广泛重视。与传统的物性研究方法相比，计算机模拟方法有着独特的优越性。它可通过对模型流体的模拟，揭示宏观性质的微观本质，发现并解释实验现象和规律，指导建立流体的宏观性质模型；还可较严格地从分子的微观相互作用模型出发预测真实流体的宏观性质。在得到宏观性质的同时，还可获得实验无法得到的微观或介观结构图象，以利于分析现象和机理之间的内在联系。本文旨在利用计算机分子模拟方法预测无限稀释水溶液的性质，考察有机物在超临界水溶液中的亲水性以及多孔介质中流体吸附机理。 应用NPT系综MC方法考察BF，SPC，TIPS2，TIP3P，TIP4P等模型，确定了环境条件下最适宜的水分子间的相互作用势能模型TIP4P，以用于常温常压条件下无限稀释水溶液性质的模拟。以甲烷和苯为代表，分别采用NPT系综Monte Carlo耦合参数热力学积分法及分子蜕变耦合参数积分法模拟了无限稀释水溶液的亨利常数及活度系数。结果与文献模拟精度相当，说明本文计算无限稀释水溶液性质的方法具有一定的预测性。 以SPC模型为超临界水溶液水分子间的相互作用势能模型，苯作为有机物的代表，应用NVT系综MC方法，考察了超临界水的特殊微观结构，以及由此而引起的异常行为。通过考察温度、组成、密度等对苯的超临界水溶液中水及苯分子的微观结构的影响，并与常温下的纯水及纯苯溶液作比较分析，得出了有机物苯在超临界水中亲水的结论，并推荐了较适宜的与苯均相混合的超临界水条件，以用于指导化工和环境工程中的超临界反应及分离过程的开发。 吸附操作对于环境工程具有重要意义，可以通过吸附过程来除去空气中的微量有害物质，以达到保护环境的目的。因此，本文用分子模拟方法考察了狭缝碳孔吸附脱除空气中的少量有机物。模拟时以苯作为有害物质的代表，且为简化起见用氮气代表空气。通过模拟并拟合得到了苯及氮气的化学位与主体压力的关联式。应用GCMC方法考察了狭缝孔宽及主体压力对苯吸附选择性及有效超额吸附量的影响，以确定最佳狭缝孔宽及操作工况。 另外，为了保护环境，回收报废的冰箱、空调器等内的过渡型制冷剂HCFC也是环境工程中的重要课题。因此，本文应用GCMC系综方法模拟研究一氯二
高广图[9]（1997）在《极性模型及真实流体汽液平衡性质的计算机分子模拟》文中提出随着计算机技术的发展，计算机分子模拟已成为现代统计力学以及分子热力学的一个重要的方法。通过分子模拟，人们可以对一些宏观现象的微观本质进行探讨，发现并解释一些重要的实验现象和规律，为建立研究体系的宏观模型奠定基础。另一方面，在建立了适当的分子微观相互作用模型以后，通过分子模拟又可得到真实流体的宏观性质，较严格地从流体的微观相互作用出发预测其宏观性质。本论文将介绍利用计算机分子模拟方法研究极性流体相平衡性质的工作。 用Gibbs系综模拟方法对Stockmayer纯流体及其混合物体系，系统考察了分子偶极相互作用对极性流体及其混合物汽液相平衡性质的影响。特别是对于混合物，本文给出了许多体系的汽液平衡的模拟结果，为进一步宏观建模提供了有用的数据。研究表明，偶极相互作用对于混合物体系的相平衡性质有一定影响。即使在分子偶极矩很小的条件下，将偶极作用对空间立体角作平均近似，对于混合物体系也会带来较大误差。 准二维Stockmayer流体模型反映了诸如极性分子物理吸附在固体表面，或由极性短链分子形成的Langmuir单分子层等体系的典型特征。在该模型中，分子间以Stockmayer势能相互作用，每个分子均须在一个二维平面上运动，而其偶极矩则可在三维空间转动。采用Gibbs系综模拟方法，本文研究了这个模型流体的汽液平衡性质，得到了在三个对比偶极矩下的这个模型流体的汽液共存曲线，并利用普适的标度定律和线性中线定律，回归出了它们的临界点。本文发现，其临界温度随偶极矩的变化比较明显，且随着偶极矩的增大而增大，而其临界密度随偶极矩的变化不太明显。通过比较二维和三维系统的临界点发现，对于粒子在空间
二、HCFC-R22的等效Stockmayer势能模型及汽液平衡分子模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、HCFC-R22的等效Stockmayer势能模型及汽液平衡分子模拟（论文提纲范文）
（1）流体在碳材料中吸附分离的实验及分子模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.1.1 甲烷的研究意义 |
| 1.1.2 氢气的研究意义 |
| 1.1.3 氢氟烃分离的研究意义 |
| 1.2 流体吸附分离研究现状 |
| 1.2.1 甲烷、氢气在碳材料中的吸附存储 |
| 1.2.2 HFC-134a在碳材料中的吸附及分离 |
| 1.3 吸附分离气体的新型碳材料的研究 |
| 1.3.1 活性碳 |
| 1.3.2 碳纳米管 |
| 1.3.3 活性碳纤维 |
| 1.4 分子模拟方法简介 |
| 1.4.1 分子模拟概况 |
| 1.4.2 分子动力学法 |
| 1.4.3 Monte Carlo方法 |
| 1.4.4 分子模拟前景 |
| 1.5 势能模型 |
| 1.5.1 分子间的相互作用势 |
| 1.5.1.1 Lennard-Jones势能模型 |
| 1.5.1.2 Stockmayer势能模型 |
| 1.5.1.3 两点LJ势能模型 |
| 1.5.1.4 2CLJD势能模型 |
| 1.5.2 分子与壁面的相互作用 |
| 1.5.2.1 10-4-3势能模型 |
| 1.5.2.2 LJ流体分子与碳纳米管相互作用的势能模型 |
| 1.6 孔径分布 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 仪器介绍 |
| 2.2 测试过程 |
| 2.3 碳纳米管表征 |
| 2.4 活性碳纤维制备及表征 |
| 2.4.1 样品制备 |
| 2.4.2 氮气吸附表征 |
| 第三章 氢气及甲烷在碳纳米管中吸附的分子模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 孔径分布 |
| 3.3 甲烷及氢气吸附的分子模拟 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 N_2/HFC-134a在活性碳纤维中分离的分子模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 势能模型及参数选取 |
| 4.3 孔径分布 |
| 4.4 吸附等温线 |
| 4.5 吸附选择性 |
| 4.5.1 吸附选择性随孔径的变化 |
| 4.5.2 吸附选择性随压强的变化 |
| 4.5.3 吸附选择性随温度的变化 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（2）He II传输参数特性与HeII获取研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 AMS 项目背景 |
| 1.1.1 AMS 太空探测的起因 |
| 1.1.2 AMS 计划及其前期实现 |
| 1.1.3 AMS-02 |
| 1.1.4 CGSE 的意义、原理与功能 |
| 1.1.5 CGSE 模拟实验系统 |
| 1.2 He II 粘度 |
| 1.2.1 氦状态特性概述 |
| 1.2.2 He II 粘度测量实验技术 |
| 1.3 计算机技术模拟流体粘度 |
| 1.3.1 分子动力学模拟简介 |
| 1.3.2 势函数 |
| 1.3.3 流体粘度的 MD 模拟 |
| 1.4 He II 应用 |
| 1.5 He II 研究领域与主要内容 |
| 1.5.1 He II 研究历史与主要成就 |
| 1.5.2 He II 的超流性 |
| 1.5.3 He II 强制流动与传热 |
| 1.6 本文的主要工作与创新 |
| 1.6.1 本文的主要工作 |
| 1.6.2 本文的创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 He II 粘度的不确定现象与分析 |
| 2.1 粘度测量传统实验技术与改进方法 |
| 2.1.1 传统实验技术 |
| 2.1.2 传统技术基础上的改进方法 |
| 2.2 实验技术测量结果的差异性分析 |
| 2.2.1 He II 热逆流方法与旋转粘度计 |
| 2.2.2 振动盘与圆柱体旋转粘度计 |
| 2.3 He II 粘度理论分析 |
| 2.3.1 常流体粘度理论体系与其对He II 粘度计算的适用性 |
| 2.3.2 声子旋子理论 |
| 2.3.3 A_(GM)函数关系确定常流体粘度 |
| 2.4 经验关联式计算液体粘度 |
| 2.5 实验数据拟合多项式确定 He II 粘度 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 氦粘度的分子动力学模拟 |
| 3.1 LJ 流体粘度的MD 模拟 |
| 3.1.1 模拟方法 |
| 3.1.2 5000 个分子系统模拟流体粘度及结果 |
| 3.1.3 18000 个分子系统模拟流体粘度及结果 |
| 3.2 量子流体粘度的MD 模拟 |
| 3.2.1 量子效应校正 |
| 3.2.2 量子效应校正后模拟结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 饱和液氦降温方法与超流氦（He II）获取 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 直接节流 |
| 4.2.1 实施方案 |
| 4.2.2 过程分析 |
| 4.3 带预冷的节流过程 |
| 4.3.1 过程描述 |
| 4.3.2 过程分析 |
| 4.4 抽真空获取1.8 K 饱和He II |
| 4.4.1 抽真空获得饱和He II 技术原理 |
| 4.4.2 过程分析 |
| 4.4.3 双守恒模型 |
| 4.4.4 Carandang 模型 |
| 4.4.5 Mironer 模型 |
| 4.4.6 三种模型的差异性分析 |
| 4.5 抽真空与节流相结合 |
| 4.6 方案分析 |
| 4.7 AMS-02 中CGSE 系统He II 获取的三杜瓦联动运行方案 |
| 4.7.1 考虑杜瓦以及磁体本身热容 |
| 4.7.2 磁体杜瓦减压降温达到1.8 K |
| 4.7.3 节流阀工作 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 低温液氦产生、输送系统与试验 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 试验台主设备及其部分低温绝热性能试验 |
| 5.2.1 试验装置概述 |
| 5.2.2 杜瓦 |
| 5.2.3 低温管路 |
| 5.3 测试设备 |
| 5.4 数据采集系统与数据跟踪记录软件 |
| 5.5 液氦充注 |
| 5.5.1 利用蒸发氦气冷却杜瓦内罐的液氦充注 |
| 5.5.2 未利用蒸发氦气冷量的杜瓦充注 |
| 5.6 抽真空减压降温法获取低温液氦和 He II 试验 |
| 5.6.1 利用低温氦气冷量的杜瓦减压 |
| 5.6.2 未利用低温氦气冷量的杜瓦减压 |
| 5.7 低温输送管路低温绝热性能 |
| 5.7.1 5 m 四层绝热结构试验系统低温输送管路绝热性能 |
| 5.7.2 CGSE 系统PL2、PL3 与PL14 低温输送管路绝热性能 |
| 5.8 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第六章 He II 强制流动传输 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 He II 强制流动传输方式 |
| 6.3 管路漏热模型 |
| 6.3.1 局部漏热模型 |
| 6.3.2 多点均布点漏热模型管路 |
| 6.3.3 均匀漏热管路模型 |
| 6.4 均匀漏热模型求解 |
| 6.5 预测He II 强制流动输送系统输送压力差 |
| 6.5.1 理论分析He II 强制流动传输系统均匀极限漏热量 |
| 6.5.2 He II 强制流动传输系统均匀极限漏热量确定方法 |
| 6.5.3 He II 流速与压力差 |
| 6.6 焦耳-汤姆逊（Joule-Thomson）效应分析 |
| 6.6.1 绝热节流与Joule-Thomson 效应 |
| 6.6.2 He II Joule-Thomson 系数确定方法 |
| 6.6.3 He II 的Joule-Thomson 系数 |
| 6.6.4 He II 强制流动输送系统Joule-Thomson 效应 |
| 6.7 He II 强制流动输送系统温度分布 |
| 6.7.1 He II 强制流动输送温度分布数值分析 |
| 6.7.2 He II 强制流动过程分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.1.1 He II 粘度的不确定性 |
| 7.1.2 LJ 流体与量子流体粘度的分子动力学模拟 |
| 7.1.3 LJ 双守恒模型预测减压降温法获得低温液氦的最终得率 |
| 7.1.4 试验研究减压降温法获得低温液氦的最终得率、液氦充注和传输 |
| 7.1.5 He II 强制流动的负JT 效应与强制流动简化方程 |
| 7.2 展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文目录 |
（4）高阶FMSA展开研究流体界面性质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 流体界面现象的实验研究 |
| 1.2 界面现象传统热力学理论研究 |
| 1.2.1 Gibbs热力学方法 |
| 1.2.2 密度梯度理论 |
| 1.3 界面张力的分子模拟研究 |
| 1.4 密度泛函理论简介 |
| 1.4.1 简单流体密度泛函理论 |
| 1.4.2 基本度量理论 |
| 1.4.3 分子流体、聚合物的密度泛函理论 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 第二章 高阶FMSA展开研究LJ流体界面性质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.3 状态方程 |
| 2.4 改进的基本度量理论(MFMT) |
| 2.5 高阶FMSA展开 |
| 2.6 径向分布函数的计算 |
| 2.7 全局气液相平衡 |
| 2.8 LJ流体界面密度分布 |
| 2.9 LJ流体的界面张力 |
| 2.10 界面层宽度的预测 |
| 2.11 本章小结 |
| 第三章 高阶FMSA展开研究缔合流体界面性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 缔合流体模型 |
| 3.3 状态方程 |
| 3.4 缔合作用对超额Helmholtz自由能的贡献 |
| 3.5 缔合流体界面密度分布曲线 |
| 3.6 缔合流体的界面张力 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 链状流体界面结构性质的探索性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 链状流体界面结构性质的探索性研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（5）原子与双原子分子的碰撞反应（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 过渡态的构型 |
| 3 活化能和指数前因子 |
| 4 应用 |
| 5 讨论 |
（6）纳米圆柱孔材料的限定空间内流体的吸附及相行为（论文提纲范文）
| 绪论：纳米材料和限定空间 |
| 第一章 限定空间内流体吸附的计算机分子模拟和理论研究 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 计算机分子模拟方法和DFT方法 |
| 1.2.1 巨正则系综Monte Carlo方法(GCMC) |
| 1.2.2 Gibbs系综Monte Carlo方法(GEMC) |
| 1.2.3 分子动力学方法(MD) |
| 1.2.4 密度泛函理论(DFT) |
| 1.3 限制空间中简单流体的吸附的研究综述 |
| 1.3.1 狭缝状孔 |
| 1.3.2 圆柱状孔 |
| 1.3.3 层柱状孔 |
| 1.3.4 分子筛微孔 |
| 1.4 限制空间中简单流体的相变的研究综述 |
| 1.4.1 毛细凝聚 |
| 1.4.2 层状转变 |
| 1.4.3 固化 |
| 1.5 本组在限制空间中流体吸附和扩散的研究工作 |
| 第二章 分子筛MCM-41中的流体的吸附 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 圆柱状孔中的势模型 |
| 2.2.1 简介 |
| 2.2.2 势能模型的建立 |
| 2.2.3 与其他势模型的比较 |
| 2.2.4 应用 |
| 2.2.5 结论 |
| 2.3 甲烷在MCM-41中的吸附的计算机模拟 |
| 2.3.1 MCM-41的势参数的拟合 |
| 2.3.2 甲烷在MCM-41中吸附的计算机模拟 |
| 2.3.3 结论 |
| 2.4 甲烷在MCM一41中吸附的DFT计算 |
| 2.4.1 势能模型和密度泛函理论 |
| 2.4.2 DFT计算结果同GCMC模拟结果的比较 |
| 2.4.3 DFT方法讨论甲烷在MCM-41中的吸附 |
| 2.4.4 结论 |
| 2.5 圆柱状孔内流体的层状转变的研究 |
| 2.5.1 势能模型 |
| 2.5.2 MD模拟方法的细节 |
| 2.5.3 结果和讨论 |
| 2.5.4 结论 |
| 第三章 单壁碳纳米管(SWNTs)中分子流体的吸附及其相行为 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 甲烷在单壁碳纳米管束中的吸附及相行为 |
| 3.2.1 甲烷在单壁碳纳米管束的管内吸附的计算机模拟 |
| 3.2.2 甲烷在单壁碳纳米管束的管隙中吸附的计算机模拟 |
| 3.2.3 甲烷在单壁碳纳米管束的碳管中吸附的密度泛函研究 |
| 3.3 乙烷在单壁碳纳米管束中的吸附及相行为的计算机模拟 |
| 3.3.1 势能模型与巨正则系综Monte Carlo模拟 |
| 3.3.2 碳管结构对吸附行为的影响 |
| 3.3.3 乙烷在单壁碳纳米管束的碳管中吸附的计算机模拟 |
| 3.3.4 乙烷在单壁碳纳米管束的管隙中吸附的计算机模拟 |
| 3.3.5 结论 |
| 3.4 氢气在单壁碳纳米管束中的吸附及相行为的DFT研究 |
| 3.4.1 势能模型与DFT方法 |
| 3.4.2 氢气在单壁碳纳米管束的碳管中吸附的密度泛函研究 |
| 3.4.3 氢气在单壁碳纳米管束的管隙中吸附的密度泛函研究 |
| 3.4.4 结论 |
| 发表论文情况 |
| 附录A arccos(x)的近似展开 |
| 附录B LJ流体的状态方程 |
| 致谢 |
（8）水溶液性质及多孔介质吸附过程的计算机分子模拟（论文提纲范文）
| 第一部分：水溶液性质的计算机分子模拟 |
| 前言 |
| 第一章：系综及自由能计算方法 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 常用系综及MC方法 |
| 1.2.1 正则(NVT)系综(Canonical ensemble)MC方法 |
| 1.2.2 等温等压(NPT)系综MC方法 |
| 1.2.3 巨正则系综MC方法(Grand canonical ensemble Monte Carlo,GCMC) |
| 1.2.4 Gibbs系综 |
| 1.3 抽样方法 |
| 1.3.1 Metropolis方法 |
| 1.3.2 优先抽样方法 |
| 1.3.3 偏倚抽样(Configurational bias sampling)方法 |
| 1.3.4 伞形抽样方法 |
| 1.4 自由能计算方法 |
| 1.4.1 一般方法—Widom测试粒子插入法 |
| 1.4.2 高密度流体的自由能计算方法 |
| 1.4.2.1 耦合参数热力学积分法 |
| 1.4.2.2 自由能扰动法 |
| 1.4.2.3 多重直方图法 |
| 1.5 巨正则系综方法的应用 |
| 1.5.1 吸附过程的模拟 |
| 1.5.2 半透膜中的流体平衡模拟 |
| 1.5.3 汽液平衡的模拟 |
| 1.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第二章：水势能模型介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水势能模型的介绍 |
| 2.3 有关水分子势能模型的NPT系综MC方法模拟 |
| 2.3.1 势能模型及模拟条件 |
| 2.3.2 Ewald加和 |
| 2.3.3 模拟过程 |
| 2.4 结果和讨论 |
| 2.5 小结 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 第三章：水溶液性质模拟计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基本方程 |
| 3.3 模拟条件及分子作用势能 |
| 3.4 无限稀释水溶液亨利常数的计算 |
| 3.4.1 Kirkwood耦合参数积分法计算化学位 |
| 3.4.2 计算过程 |
| 3.4.3 结果和讨论 |
| 3.5 无限稀释水溶液活度系数的计算 |
| 3.5.1 分子蜕变耦合参数积分法模拟无限稀释溶液的活度系数 |
| 3.5.2 计算过程 |
| 3.5.3 结果和讨论 |
| 3.6 小结 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 第四章：有机物在超临界水溶液中的亲水性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 前人工作 |
| 4.3 模拟方法 |
| 4.3.1 模拟条件及分子作用势能 |
| 4.3.2 计算过程 |
| 4.4 结果和讨论 |
| 4.5 小结 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 第二部分：多孔介质吸附过程的计算机分子模拟 |
| 前言 |
| 第五章：多孔介质吸附脱除空气中有机物的分子模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 前人工作 |
| 5.3 势能模型 |
| 5.3.1 流体分子势能模型 |
| 5.3.2 狭缝孔墙与流体分子的相互作用势能 |
| 5.4 模拟方法 |
| 5.4.1 GCMC方法模拟吸附过程 |
| 5.4.2 吸阶过程的化学位的模拟计算 |
| 5.5 模拟过程 |
| 5.5.1 NVT系综测试粒子法模拟组分的化学位与主体压力之间的关系 |
| 5.5.2 GCMC模拟狭缝中的吸附现象 |
| 5.6 结果与讨论 |
| 5.6.1 吸附等温线 |
| 5.6.2 狭缝孔宽对选择性的影响 |
| 5.6.3 主体压力对选择性的影响关系 |
| 5.6.4 最佳狭缝孔宽及最佳操作工况的确定 |
| 5.7 小结 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 第六章：氢氯氟烃吸附回收的分子模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 极性分子的势能模型 |
| 6.2.1 极性分子势能模型 |
| 6.2.2 Stockmayer势能模型 |
| 6.2.3 狭缝孔墙与流体分子的相互作用势能 |
| 6.3 模拟方法 |
| 6.3.1 等效Stockmayer势能模型及Gibbs系综模拟HCFC-R22 |
| 6.3.2 GCMC方法模拟吸附过程 |
| 6.4 活性基团的表征及分布 |
| 6.4.1 活性基团的表征 |
| 6.4.2 活性基团的分布 |
| 6.5 模拟过程 |
| 6.5.1 Gibbs系综方法模拟考核等效Stockmayer势能的适用性 |
| 6.5.2 NVT系综测试粒子法模拟化学位 |
| 6.6 结果与讨论 |
| 6.6.1 最佳缝宽的确定 |
| 6.6.2 吸附等温线 |
| 6.6.3 最佳操作压力的确定 |
| 6.7 小结 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 第七章：并行计算在分子模拟中的应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 国内外发展概况 |
| 7.3 网络并行计算环境及并行算法的基本概念 |
| 7.3.1 网络并行计算环境 |
| 7.3.2 并行算法的基本概念 |
| 7.3.2.1 并行算法的目标 |
| 7.3.2.2 加速比定律与可扩展性 |
| 7.3.2.3 并行效率与粒度 |
| 7.3.2.4 并行算法的分类 |
| 7.4 MC方法的并行 |
| 7.4.1 修正马尔科夫链MC方法并行 |
| 7.4.2 非修正马尔科夫链MC方法并行 |
| 7.5 MD方法并行 |
| 7.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 结论 |
| 附录A：水分子间电荷长程作用的三维Ewald加和式 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间论文发表情况 |
（9）极性模型及真实流体汽液平衡性质的计算机分子模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 计算机分子模拟的Gibbs系综Monte Carlo方法 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Gibbs系综基本原理 |
| 1.2.1 Metropolis重要性抽样方法 |
| 1.2.2 Gibbs系综 |
| 1.2.3 三种扰动的接受判据 |
| 1.3 Gibbs系综分子模拟的实施方法 |
| 1.4 解决粒子插入困难的一些技巧 |
| 1.4.1 粒子成分交换法 |
| 1.4.2 膨胀“跳蚤”法 |
| 1.4.3 排除体积法 |
| 1.4.4 径向分布函数波谷法 |
| 1.4.5 构型偏倚法 |
| 1.5 临界点附近的Gibbs系综模拟 |
| 1.6 Gibbs系综模拟的一些应用 |
| 1.6.1 LJ流体及其混合物的Gibbs系综模拟 |
| 1.6.2 极性流体的Gibbs系综模拟 |
| 1.6.3 对于水的Gibbs系综模拟 |
| 1.6.4 链状大分子的Gibbs系综模拟 |
| 1.6.5 流体在毛细管内的吸附平衡 |
| 1.6.6 流体在半透膜两侧的平衡 |
| 1.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 Stockmayer模型流体及其混合物的Gibbs系综Monte Carlo模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Stockmayer势能模型 |
| 2.3 处理长程相互作用的两种方法 |
| 2.3.1 Ewald加和法 |
| 2.3.2 反应场法 |
| 2.4 Stockmayer纯流体的Gibbs系综模拟 |
| 2.4.1 前人的工作 |
| 2.4.2 模拟的实施与程序的校验 |
| 2.5 含有Stockmayer分子的混合物体系的Gibbs系综模拟 |
| 2.5.1 前人的工作 |
| 2.5.2 模拟的实施方法 |
| 2.5.3 模拟的条件与结果 |
| 2.5.4 偶极作用对平衡组成的影响 |
| 2.5.5 与Keesom近似的比较 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 准二维Stockmayer模型流体的Gibbs系综Monte Carlo模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 准二维Stockmayer模型 |
| 3.3 模拟方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 偶极作用对系统汽液平衡的影响 |
| 3.4.2 色散作用的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氯氟烃替代物汽液平衡性质的Gibbs系综Monte Carlo分子模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等效LJ势能模型方法 |
| 4.2.1 势能模型的确定 |
| 4.2.2 模拟结果与讨论 |
| 4.3 等效Stockmayer势能模型方法 |
| 4.3.1 Van Leeuwen确定势能参数的方法 |
| 4.3.2 确定Stockmayer势能参数的一个新方法 |
| 4.3.3 HCFC及HFC纯物质的Gibbs系综分子模拟 |
| 4.3.4 对HCFC及HFC混合物的模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 二维平面上偶极作用的Ewald加和式 |
| 附录B 不完全Г函数的一个二维付利叶(Fourier)变换公式 |
| 附录C LJ流体的状态方程 |
四、HCFC-R22的等效Stockmayer势能模型及汽液平衡分子模拟（论文参考文献）
- [1]流体在碳材料中吸附分离的实验及分子模拟[D]. 张翔. 北京化工大学, 2010(03)
- [2]He II传输参数特性与HeII获取研究[D]. 陈煜. 上海交通大学, 2007(06)
- [3]丁醇和高级烷烃气液相平衡的分子模拟[J]. 张新波,刘庆林. 化工时刊, 2007(07)
- [4]高阶FMSA展开研究流体界面性质[D]. 夏志强. 北京化工大学, 2006(06)
- [5]原子与双原子分子的碰撞反应[J]. 丁世良,孔涛,董顺乐. 原子核物理评论, 2002(S1)
- [6]纳米圆柱孔材料的限定空间内流体的吸附及相行为[D]. 张现仁. 北京化工大学, 2001(01)
- [7]HCFC-R22的等效Stockmayer势能模型及汽液平衡分子模拟[J]. 金文正,汪文川. 化学学报, 2000(01)
- [8]水溶液性质及多孔介质吸附过程的计算机分子模拟[D]. 金文正. 北京化工大学, 1999(01)
- [9]极性模型及真实流体汽液平衡性质的计算机分子模拟[D]. 高广图. 北京化工大学, 1997(12)