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液体表面张力尺度效应的模拟计算


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液体表面张力尺度效应的模拟计算
  • 书号：9787030499127
    作者：闫红 著
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：160
    字数：200
    语种：中文(简体)
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2017-03-06
  • 所属分类：
  • 定价： ￥68.00元
    售价： ￥53.72元
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当前，世界各主要国家均把纳米科技当作未来最有可能取得突破的科学和工程领域，技术的发展与新的理论学科的建立和发展密切联系，纳米尺度、表面力或界面力相对于体积力的重要性大大增强，而且表面张力在纳米尺度下有一定的变化规律，这直接考验经典毛细作用理论的适用程度；液滴尺度极小时，用力学和热力学的方法实际测量表面张力有一定的困难，但在计算机软硬件技术迅猛发展的支持下，可以采用计算机模拟的方法模拟气液界面形成、计算表面张力等多种物理量，从而发展或修正原有宏观理论。本书将以液滴、液线为研究对象，开展理论推导，设计计算方案，实现在纳米尺度下与表面张力有关的基础科学理论的发展。
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    第1章 绪论1
    1.1引言1
    1.2表面张力的概念及计算方法的研究现状2
    1.2.1表面张力和分界面的概念2
    1.2.2表面张力计算方法的研究现状3
    1.3表面张力尺度效应及其研究意义和研究现状7
    1.3.1表面张力尺度效应的存在性7
    1.3.2表面张力尺度效应的研究意义9
    1.3.3表面张力尺度效应的研究现状9
    1.4研究对象及研究内容11
    参考文献12
    第2章 分子模拟基本理论介绍21
    2.1引言21
    2.2蒙特卡罗和密度泛函方法23
    2.2.1蒙特卡罗方法23
    2.2.2密度泛函23
    2.3分子动力学方法25
    2.3.1分子动力学模拟的基本理论26
    2.3.2分子模拟系综理论介绍28
    2.3.3分子动力学模拟具体实施32
    2.4并行运算与超级计算机38
    2.5本章 小结38
    参考文献39
    第3章 球状液滴表面张力计算方法研究41
    3.1研究背景41
    3.2Kirkman方法与Gibbs理论41
    3.2.1Gibbs理论的一个应用41
    3.2.2Gibbs热力学理论42
    3.3一种计算表面张力的方案43
    3.4分子动力学模拟48
    3.5本章 小结53
    参考文献53
    第4章 GTKB方程在纳米尺度下的适用性研究56
    4.1研究背景56
    4.2理论方案57
    4.3分子动力学模拟计算58
    4.4本章 小结64
    参考文献64
    第5章 圆柱形蒸气泡的Tolman长度研究66
    5.1研究背景66
    5.2理论基础和计算方案67
    5.2.1圆柱蒸气泡的有关公式67
    5.2.2平液面的有关公式68
    5.2.3总体目标的实现思路69
    5.3分子动力学模拟69
    5.3.1平液面系统的模拟70
    5.3.2圆柱形蒸气泡的模拟及Tolman长度的计算73
    5.4本章 小结75
    参考文献76
    第6章 广义Laplace方程在纳米尺度下的适用性研究79
    6.1研究背景79
    6.2理论基础和计算方案81
    6.2.1表面张力的推导81
    6.2.2表面张力的又一种表达式83
    6.3分子动力学模拟85
    6.4本章 小结88
    参考文献88
    第7章 固液接触条件下Laplace方程的适用性研究90
    7.1研究背景90
    7.2Gibbs毛细理论与小液滴的两类情况91
    7.3固体表面上Laplace方程力学证明93
    7.4固体表面上Laplace方程热力学证明95
    7.5一些讨论和本章 小结96
    参考文献97
    第8章 Kelvin方程的修正99
    8.1研究背景99
    8.2Kelvin方程的精确化微分形式100
    8.3在液体不可压条件下，Kelvin方程修正的积分形式101
    8.4本章 小结103
    参考文献103
    第9章 纳米液线的分子动力学研究105
    9.1研究背景105
    9.2理论基础106
    9.2.1一种计算表面张力和分界面的方法107
    9.2.2又一种计算方法109
    9.3计算模拟109
    9.4本章 小结114
    参考文献114
    第10章 液线表面张力尺度效应的计算研究117
    10.1研究背景117
    10.2理论基础和计算方案118
    10.2.1μ的计算119
    10.2.2z的计算119
    10.2.3工作计划120
    10.3分子动力学模拟121
    10.4本章 小结124
    参考文献124
    第11章 结论和展望126
    11.1全书总结126
    11.2创新点127
    11.3研究工作展望128
    附录A球状液滴压力张量的计算设计129
    参考文献132
    附录B一种推导圆柱液体的张力面半径及其表面张力模拟公式方法的思考133
    参考文献134
    附录C对球形液滴张力面半径公式推导的分析135
    参考文献135
    附录D压力张量的公式推导及算法设计136
    附录E球状液滴压力张量分层计算分子动力学程序138
    索引143
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