【摘 要】
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Ultra-short-range interactions including the intermolecular O:H van der Waals bond (L),the intramolecular H-O covalent bond (H),and the inter-electron-pair Coulomb repulsion (C)in the O:H-O hydrogen b
【机 构】
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Optoelectronics and Physics,Faculty of Materials,Xiangtan University,Xiangtan 411105,China
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Ultra-short-range interactions including the intermolecular O:H van der Waals bond (L),the intramolecular H-O covalent bond (H),and the inter-electron-pair Coulomb repulsion (C)in the O:H-O hydrogen bond have been evaluated based on the Lagrangian-Laplace approximation.
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采用分子动力学方法研究了含有3种不同晶界的双晶Cu中界面裂纹的扩展行为.计算结果表明,∑5晶界上的裂纹表现为明显的非对称扩展;∑9晶界上的裂纹在扩展中两个裂纹尖端滑移面上出现位错滑移,裂纹迅速发生钝化且左裂纹尖端发生偏折;∑1 l晶界上裂纹扩展表现出左裂纹尖端明显钝化,右裂纹尖端以微裂纹的形式扩展.
在微纳米尺度下,微/纳梁的毛细黏附、液滴的黏附、碳纳米管的黏附等问题具有共性,都涉及到结构的弹性应变能和界面能的竞争平衡,同时均可将某一固定边界看作可动边界来进行处理.因此,运用可动边界条件变分的思想,从系统的能量泛函出发,能够推导出系统的控制方程和在可动边界处的横截性边界条件.
以硅胶为对象,研究表面张力对平面可压缩谐波(P波)在含孔洞无限大软物质中传播及散射的影响.文中基于Kelvin-Voigt黏弹性本构方程以及一种新的与表面张力相关的应力边界条件,分析了P波在无限大黏弹性介质中的传播特性,讨论了微孔洞表面张力对P波散射的影响.
综合考虑纳尺度隧穿效应结表面、界面和尺寸效应及其量子光、电二极管效应,结合力-电、力-磁、磁-电耦合特性,通过表面、界面及力学载荷调控,改变绝缘势垒层的厚度、极化、内电场及电子环境等,从而达到调节隧道结的传输特性的目的,为隧道结巨电阻效应和巨压电电阻效应在纳尺度光、电器件的设计、应用及发展奠定坚实的研究基础.
采用非平衡分子动力学模拟方法研究了固液相互作用强度对纳米通道内液态Poiseuille流滑移现象的影响规律.数值模拟中,势能函数选用L J/126模型,壁面模型设为Einstein壁面,牛顿运动方程的求解采用Verlet算法.为更好地近似真实的流动,在设置温度控制时,取消了施加在流体上的温度控制而仅对壁面进行温度控制,从而利用壁面来吸收流体由于黏性耗散而产生的热.
采用理论分析、计算和实验相结合的方法,对界面耦合力对石墨烯基热功能复合材料的热性能的影响进行研究.通过多尺度模型计算分析石墨烯基复合材料的热传导和界面热阻(Kapitza热阻)及通过分子动力学模拟分析石墨烯与基体的界面耦合力对热导率的影响.
以HIV-1蛋白酶和F1-ATPase为研究对象,采用双势阱力场构建蛋白质分子的粗粒化模型.采用该粗粒化模型,模拟了两个系统蛋白质分子长时间尺度的动力学特性,并研究了配体分子(如药物分子、ATP分子)与蛋白质分子的结合过程.结果显示配体分子的大小、拓扑结构以及相互作用的强度对配体分子与受体分子相结合的动力学过程有重要影响.
首先分析了摩擦学的研究发展现状,指出对它的研究存在的系统性不强、关联性不紧和宏观性不够等主要问题.然后给出了考虑摩擦效应后对经典力学公式加入摩擦力项和关联项的摩擦力学基本公式;进一步分析了无介质摩擦力学的滑块、楔键和V带传动过程中表面压力与摩擦应力问题,以及有介质摩擦力学的滑动轴承和滚动轴承的压力分布结果.
借助粒子对之间指数型相互作用势,研究了平面上微/纳米曲线与线外粒子的相互作用.证实:若对势的指数n的数值不小于2,平面曲线与线外粒子的相互作用势,都能够曲率化,即都能统一表示成曲线曲率的函数.还进一步证实:微/纳米空间的卷曲会诱发驱动力.论文通过理想化数值试验,验证了曲率化势的精确性.
在验证Duez模型的基础上采用高速摄像的方法进一步研究了带有表面粗糙纹理小球的入水现象,球径为25.4～60 mm不等,材质包括铝、钢、玻璃以及尼龙,入水速度为1～7 m/s.结果表明:(1)粗糙度值很低时,入水空泡出现符合Duez的预测;(2)当粗糙度增大到某一程度时,粗糙表面会大大改变入水现象,即使在表面亲水的情况下,带有粗糙纹理小球明显小于光滑亲水小球的临界速度.