付一政
,
林也平
,
高艳芳
,
梁晓艳
,
廖黎琼
,
杨潞霞
,
刘亚青
高分子材料科学与工程
采用耗散粒子动力学(DPD)和有限元分析方法(FEM)对十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性蒙脱土(MMT)的尼龙6(PA6)/季铵盐(Quat)/MMT纳米复合材料进行了研究.通过将分子动力学(MD)模拟得到的非键相互作用能转化为介观DPD模拟中的各珠子间的相互作用参数,用DPD模拟方法研究了共混物的介现形貌.通过将DPD模拟得到的介现形貌转化为宏观模拟中有限元分析(FEM)的输入结构,采用FEM方法预测了共混物的力学性能.FEM分析结果表明,共混物为各向异性材料,在zz方向的拉伸模量(E)与文献值基本一致,且比垂直于zz方向(xx和yy方向)的低得多.
关键词:
耗散粒子动力学
,
有限元
,
季铵盐
,
蒙脱土
,
尼龙
,
纳米复合材料
李孜孜
,
王嘉骏
,
顾雪萍
,
冯连芳
高分子材料科学与工程
随着高性能计算机的发展,采用多尺度数值模拟的方法,研究聚合物共混体系的微观相形态和介观相界面、相分离过程等,对聚合物功能化和高性能化具有重要指导意义。首先简要介绍现阶段应用于聚合物共混体系的模拟方法,比较了各种方法的应用尺度范围和适用体系,并阐述了如何实现从分子尺度到介观尺度的贯通模拟。详细讨论了以分子动力学和耗散粒子动力学为基础的多尺度模拟方法,在二元和三元的聚合物共混体系的相容性和相形态研究中的应用。最后对多尺度模拟聚合物共混体系的研究方向提出建议。
关键词:
聚合物共混
,
分子模拟
,
介观尺度模拟
,
耗散粒子动力学
王士彬
,
杜林
,
孙才新
,
林森
,
杨勇
功能材料
用耗散粒子动力学方法对铁磁流体在外加恒定磁场作用下的凝聚行为进行了三维模拟.基于Flory-Huggins相混理论得到包括磁性颗粒珠子间的通常意义上的相互作用参数;利用Ewald方法把单磁畴结构的磁性颗粒长程的磁性相互作用转换成短程加和形式,从而得到磁偶极子的磁性相互作用参数.模拟结果表明,外加磁场强度是形成凝聚结构的关键因素,其大小决定凝聚柱状结构的直径、长度和密度等性质;铁磁流体中磁性颗粒数目百分比高对于柱状结构的形成有利,磁性珠子中的铁磁颗粒拓扑增加会提高凝聚的几率.
关键词:
铁磁流体
,
耗散粒子动力学
,
恒定磁场
,
凝聚行为
曹知红
,
罗康
,
易红亮
,
谈和平
工程热物理学报
能量守恒的耗散粒子动力学(eDPD)对复杂流动问题的模拟有着先天的优势.本文将eDPD方法应用于偏心圆环中气体的对流换热问题的模拟.首先模拟了因圆环旋转引起的强迫对流换热问题.然后,引入Boussinesq假设,模拟了自然对流换热问题.最后,模拟了混合对流问题.得到了温度场和流场等数据,并将结果和有限体积法模拟得到的结果或实验数据进行了比较.结果表明,DPD能有效地模拟复杂形状内的对流换热问题,并且精度很高.
关键词:
耗散粒子动力学
,
对流换热
,
混合流动
,
偏心圆环
刘建中
,
庞磊
,
张洋
,
李影
,
李先红
,
刘涛
,
周永胜
,
熊建平
,
葛静瑞
合成材料老化与应用
通过DPD方法(耗散粒子动力学)对PVC木塑(主要成分PVC与木纤维：质量比为100：24)与水性氟碳漆(主要成分聚三氟氯乙烯)的相容情况进行计算机模拟计算，研究发现PVC以及木纤维与聚三氟氯乙烯相容性都极差，系统严重分相，通过加入水性丙烯酸底漆来解决水性氟碳漆与PVC/木粉体系的相容性问题，漆膜附着力测试与计算结果完全吻合，试验证实DPD方法可以很好地预测各类漆与高分子材料的相容性，在工业上指导材料涂漆类型的选择。
关键词:
PVC木塑复合材料
,
聚三氟氯乙烯
,
耗散粒子动力学
,
介观模拟
,
相容性
罗小平
,
曹知红
,
易红亮
,
谈和平
工程热物理学报
本文采用能量守恒耗散粒子动力学(eDPD)方法研究了内含椭圆热源的封闭方腔内的对流换热问题.提出一种处理曲面边界和移动边界的新方法,模拟了剪切力驱动的混合对流换热问题以及椭圆热源被迫旋转引起的混合对流换热问题,分析了剪切力方向、理查森数Ri和椭圆被迫旋转对混合对流换热特性的影响,并且得到了不同条件下的流线图和等温线图.研究结果表明,横向剪切时Ri数对方腔内的传热影响并不显著而纵向剪切时Ri对方腔内的流动与传热的影响非常明显;椭圆热源被迫旋转给流场带来扰动,使等温线发生扭曲,但是整个流场的结构没有发生根本性的改变.
关键词:
耗散粒子动力学
,
混合对流
,
封闭方腔
,
介观模拟
陈硕
,
尚智
,
王丹
,
赵钧
,
范西俊
工程热物理学报
利用耗散粒子动力学(DPD)对简单剪切流条件下液滴的破碎和碰撞分离过程进行了模拟.液滴由多颗简单的DPD粒子构成,液滴与周围流体的不互溶性由提高它们之间的保守力系数获得.通道的上下壁面沿着相反方向运动从而使流体产生简单剪切流动.计算结果表明,在简单剪切流条件下,当界面张力数超过临界界面张力数后,液滴不稳定;液滴将被拉长并破碎成数个较小的稳定的液滴.当两个液滴相互碰撞并分离的现象发生时,两个液滴的质心在速度梯度方向上的距离与整个碰撞过程相关,碰撞之后的δz值比碰撞前的δz大.
关键词:
耗散粒子动力学
,
液滴
,
破碎
,
碰撞
杨宇
,
周广刚
,
孟思炜
,
邱贝贝
,
徐志彦
,
王雨翔
,
孙晓亮
,
李桢禹
,
卢贵武
人工晶体学报
两亲性表面活性剂(Gemini)是通过一个联接基团将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂.构建了表面活性剂分子球簧结构模型,采用耗散粒子动力学方法(DPD),研究了表面活性剂在水溶液中的自组装行为,考察了添加剂醇分子对表面活性剂自组装结构以及临界胶束浓度(CMC)的影响.结果表明随着表面活性剂分子浓度的增加,其水溶液中依次出现球状、蠕虫状以及层状胶束等自组装结构;添加醇分子可提高表面活性剂疏水基团在溶液中的溶解性从而增大表面活性剂溶液的CMC,具有抑制胶束生成的作用.
关键词:
Gemini表面活性剂
,
耗散粒子动力学
,
自组装
,
临界胶束浓度
孔轶华
,
张楚华
,
席光
,
王超
工程热物理学报
给出了一种耗散粒子动力学方法模拟流体流动的理论及数值模型,包括控制方程组、边界条件、数值计算方法.使用耗散粒子动力学方法编程计算了颗粒在重力作用下的沉降运动,观察到颗粒的质量和所受重力对颗粒运动轨迹的影响,且颗粒质量越小,所受重力越小,颗粒运动所表现出的随机性越强烈.从而验证了所采用的数学模型、计算方法在流动数值模拟中的可行性及潜在优势.
关键词:
介观模型
,
耗散粒子动力学
,
颗粒沉降
