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不同原子尺寸下二元Lennard-Jones液体微观结构的分子动力学模拟研究

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原子与分子物理学报 2025年 57-65页

作者：张文惠王丽娜林佳玮权国强赵兴宇伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室

随着研究的不断深入，液体在微观尺度上的不均匀性逐渐被发现.本文以二元Lennard-Jones体系为对象，采用分子动力学方法研究了原子尺寸对体系固液转变过程和微观结构等的影响.体系固液转变的结果表明两类原子的尺寸相差小于约9%时，体... 详细信息

随着研究的不断深入，液体在微观尺度上的不均匀性逐渐被发现.本文以二元Lennard-Jones体系为对象，采用分子动力学方法研究了原子尺寸对体系固液转变过程和微观结构等的影响.体系固液转变的结果表明两类原子的尺寸相差小于约9%时，体系能够结晶；该差值大于9%时，体系则不出现结晶，而是发生玻璃化转变，该结果也与金属玻璃研究中所得的经验规律相一致.体系的熔点和玻璃化转变温度基本不受两类原子尺寸比值kσ的影响.在温度为0.9时，对各kσ值下体系的平衡态性质进行的研究中，径向分布函数的结果表明了体系处于液态，统计所得的最近邻原子是同类原子的几率的平均值■、液体中同类原子的聚集单元所包含原子数的平均值■、各瞬态图像中最大尺寸的聚集单元所包含原子数的最大值Nmax和平均值■等表明随着kσ的增加体系出现了从没有相分离到微观相分离的转变，转变点所对应的kσ的值kσnm=1.73.进一步的分析表明体系中微观相分离的出现也是熵驱动与焓驱动相互竞争的结果.本文的研究结果可以为体系微观结构的理解和金属玻璃材料的设计提供理论基础.

关键词：微观结构相分离二元液体原子尺寸

系列势阱深度下二元Lennard-Jones液体相分离程度的分子动力学研究

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分子科学学报 2023年第3期39卷 253-263页

作者：张文惠王丽娜林佳玮白世玉赵兴宇伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室新疆伊宁835000

相分离是一种十分常见的现象,并得到了人们的广泛关注,但是究竟在怎样的微观相互作用下液体会产生相分离,其程度又是如何,仍然需要研究.本文通过分子动力学方法对系列势阱深度下二元Lennard-Jones液体进行了模拟研究,获得了液体相分离... 详细信息

相分离是一种十分常见的现象,并得到了人们的广泛关注,但是究竟在怎样的微观相互作用下液体会产生相分离,其程度又是如何,仍然需要研究.本文通过分子动力学方法对系列势阱深度下二元Lennard-Jones液体进行了模拟研究,获得了液体相分离程度随两类原子势阱深度比值k的变化情况,给出了微观相分离下液体中同类原子聚集单元的典型图像,考察了相分离情况与原子间相互作用之间的关系.模拟所得的物理量包括各k值下平衡态液体中每个原子的最近邻原子是同类原子的几率的平均值、同类原子聚集单元的平均大小和所包含原子数的平均值、各瞬态图像中最大尺寸的聚集单元的平均大小和包含的原子数的平均值.上述物理量随k的增加都表现出了先缓慢增加,再快速增加,最后又变缓的变化特征.将这些量的变化特征与各k值下液体的瞬态图像和同类原子聚集单元的最大尺寸相结合,表明随着k的增加,二元Lennard-Jones液体依次能够出现没有相分离、微观相分离和宏观相分离3种状态.而且给出了液体从没有相分离向出现微观相分离的转变点和从出现微观相分离向出现宏观相分离的转变点所对应的k值,分别为2.47和2.89,揭示了液体出现微观相分离和宏观相分离所需要的微观相互作用条件,并且与其他文献中分子动力学模拟时所使用的参数以及所得结果具有一致性.在模拟结果的基础上,定性地解释了真实体系中的一些现象,并对相分离现象进行了热力学分析,表明液体中相分离是熵驱动和焓驱动竞争的结果.这些结果将为微观相互作用对液体相分离的影响情况及其热力学本质的理解产生重要的促进和启发作用.

关键词：相分离二元液体微观相互作用分子动力学

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微槽内二元混合液体的流动沸腾

工程热物理学报 1997年第1期18卷 65-68页

作者：王补宣胡杭英彭晓峰清华大学热能工程系北京100084

Experiments were conducted to investigate flow boiling of subcooled water -methanol mixtures flowing through rectangular microchannels. The results show that the size of the microchannels and the flow velocity would affect the boiling initiation and the wall heat flux. Mixtures with a small concentration of methanol augmented the heat transfer, while those with larger concentration decreased the heat transfer, as compared with that of pure methonal. An optimum concentration exists for specified flow velocity.

关键词：微槽二元液体混合物流动沸腾

系列势阱深度下二元Lennard-Jones液体的径向分布函数

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伊犁师范大学学报（自然科学版） 2023年第4期17卷 28-35页

作者：张文惠林佳玮权国强文雪赵兴宇伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室新疆伊宁835000

径向分布函数是一个描述液体和非晶体结构的重要物理量,运用分子动力学模拟方法对二元Lennard-Jones液体在系列势阱深度下的径向分布函数进行了研究.结果表明,随着两类原子势阱深度比值k的增大,所有原子的总的径向分布函数的第一峰值、... 详细信息

径向分布函数是一个描述液体和非晶体结构的重要物理量,运用分子动力学模拟方法对二元Lennard-Jones液体在系列势阱深度下的径向分布函数进行了研究.结果表明,随着两类原子势阱深度比值k的增大,所有原子的总的径向分布函数的第一峰值、第一谷值以及第二峰值基本不变;但是同类原子的径向分布函数和异类原子径向分布函数的特征却随k出现了变化,并表现出不同于一般径向分布函数特征的情况.最后,结合体系的瞬态图像,对径向分布函数的变化原因进行了解释.

关键词：径向分布函数二元液体 Lennard-Jones 分子动力学