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反向传播神经网络用于预测离子液体的自扩散系数

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化工学报 2024年第2期75卷 429-438页

作者：肖拥君时兆翀万仁宋璠彭昌军刘洪来华东理工大学化学与分子工程学院上海200237

以片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得的电荷密度分布片段面积(S_(σ))和空穴体积(VCOSMO)为结构描述符,采用反向传播神经网络构建了可用于预测离子液体中阴阳离子自扩散系数的定量结构-性质关系(QSPR)模型——BP-ANN模型。考... 详细信息

以片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得的电荷密度分布片段面积(S_(σ))和空穴体积(VCOSMO)为结构描述符,采用反向传播神经网络构建了可用于预测离子液体中阴阳离子自扩散系数的定量结构-性质关系(QSPR)模型——BP-ANN模型。考察了模型的适用范围与预测能力,并与线性回归得到的QSPR模型(模型I)进行了比较。发现BP-ANN模型适用的离子液体种类较广,模型在阳离子自扩散系数训练集、验证集与测试集中的决定系数R2均大于0.99,在阴离子的三个子集中的R2均大于0.98。阳离子与阴离子预测的平均绝对相对误差分别为2.8%和3.7%。线性回归的QSPR模型对应的值分别为14.54%和14.57%,即BP-ANN模型的预测效果要明显优于基于线性回归建立的模型。

关键词：神经网络定量构效关系离子液体自扩散系数预测

基于自由体积理论和摩擦理论的流体自扩散系数预测模型

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高校化学工程学报 2012年第6期26卷 923-928页

作者：钟秋何茂刚张颖中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

基于自由体积理论和摩擦理论,提出了一个新的用于预测流体自扩散系数的理论模型。基于该理论模型,通过结合文献给出的分子动力学模拟数据,推导出了一个可以用于计算Lennard-Jones流体自扩散系数的半经验方程,与文献给出的分子动力学模... 详细信息

基于自由体积理论和摩擦理论,提出了一个新的用于预测流体自扩散系数的理论模型。基于该理论模型,通过结合文献给出的分子动力学模拟数据,推导出了一个可以用于计算Lennard-Jones流体自扩散系数的半经验方程,与文献给出的分子动力学模拟数据相比,方程的平均相对偏差为3.71%。同时,选取了4种不同分子结构的流体作为计算工质,对其自扩散系数进行了计算,结果显示:与文献给出的实验数据相比,作者提出的方程的平均相对偏差为9.32%。

关键词：自扩散系数自由体积理论摩擦理论理论模型

Lennard-Jones简单流体的自扩散系数与密度的依赖性研究

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中北大学学报（自然科学版） 2023年第4期44卷 346-351页

作者：赵晨辰杨晓峰中北大学半导体与物理学院山西太原030051

基于平衡分子动力学模拟(EMD)的方法计算了Lennard-Jones(LJ)流体的自扩散系数。结合维里定理和能量均分定理分析了体系温度和密度对扩散的影响,并通过分子动力学模拟进行了验证。研究结果表明:原子的有效直径随温度的升高而减小,进而... 详细信息

基于平衡分子动力学模拟(EMD)的方法计算了Lennard-Jones(LJ)流体的自扩散系数。结合维里定理和能量均分定理分析了体系温度和密度对扩散的影响,并通过分子动力学模拟进行了验证。研究结果表明:原子的有效直径随温度的升高而减小,进而使自扩散系数与温度的2/3次方成正比;在中等温度部分,扩散系数大体上随密度的升高而减小。本文给出了流体自扩散系数与密度依赖关系的具体函数形式,这一函数在约化温度高于1.33,约化分子数密度为0.1194~1.1942的范围内可准确描述LJ流体的自扩散行为;如果约化密度大于1.298,原子扩散行为停止,LJ流体发生玻璃化改变。

关键词： Enskog理论 Lennard-Jones流体自扩散系数分子动力学

甘油-水-氯化钠三元溶液中甘油浓度对甘油自扩散系数的影响

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化学学报 2012年第8期70卷 1043-1046页

作者：陈聪李维仲宋永臣翁林岽张宁大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室大连116024

利用分子动力学模拟方法研究了浓度对甘油-水-氯化钠三元溶液中甘油自扩散系数的影响.随着甘油浓度的增大,甘油的自扩散系数逐渐减小.氢键分析表明,甘油自扩散系数的减小来源于其参与的甘油-水氢键数目的减少和甘油-甘油氢键数目的增加.

关键词：分子动力学模拟自扩散系数甘油

液态纯Mg黏度与自扩散系数的分子动力学模拟研究

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安徽工业大学学报（自然科学版） 2023年第3期40卷 261-268页

作者：肖钧江赵旭吴永全省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室上海大学材料科学与工程学院上海200072

Mg作为工业应用中最常见的金属之一,因高温活性的特点难以对其高温液态的黏度及扩散系数等性质参数进行实验检测。为此,通过均方位移(mean square displacement,MSD)和速度自相关函数(velocity auto-correlation function,VACF)2种方法... 详细信息

Mg作为工业应用中最常见的金属之一,因高温活性的特点难以对其高温液态的黏度及扩散系数等性质参数进行实验检测。为此,通过均方位移(mean square displacement,MSD)和速度自相关函数(velocity auto-correlation function,VACF)2种方法,基于分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟实验,计算液态Mg在不同温度下的自扩散系数;同时,通过压力自相关函数(stress auto-correlation function,SACF)计算其不同温度下的黏度。充分利用MD模拟的特征,将温度范围从熔点以上一直延伸至最大过冷度,即延伸至整个亚稳液态的温度区间。结果发现:MSD和VACF计算的对象分别是位置和速度,均为单粒子性能,计算时既能对时间做平均又能对空间做平均,2种方法的收敛性较SACF好;自扩散系数和温度之间符合阿伦尼乌斯公式,相应的活化能分别为30.05,29.87 kJ/mol;黏度(η)和温度(T)之间符合经验公式log η=-1.1+1 090/T。

关键词：液态Mg 分子动力学黏度自扩散系数

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液态纯铁自扩散系数研究

工程热物理学报 2011年第8期32卷 1403-1405页

作者：王增辉倪明玖中国科学院研究生院物理科学学院北京100049

液态金属固有的良好导热性能和很好的流动性能,逐渐受到了工程领域越来越多的重视。但由于液相扩散系数的测量困难,目前未见液态纯铁的自扩散系数报道。本文以液态纯铁正则系综为研究对象,采用分子动力学模拟方法对其自扩散系数进行了... 详细信息

液态金属固有的良好导热性能和很好的流动性能,逐渐受到了工程领域越来越多的重视。但由于液相扩散系数的测量困难,目前未见液态纯铁的自扩散系数报道。本文以液态纯铁正则系综为研究对象,采用分子动力学模拟方法对其自扩散系数进行了模拟分析,研究结果表明液态纯铁自扩散系数随温度增加呈现出了较大的变化,应用自扩散系数与温度存在的Arrhenius关系拟合出了液态纯铁的自扩散系数经验公式,进一步获得了液态纯铁原子的平均自由程计算关系式。

关键词：液态纯铁自扩散系数分子动力学

一种新的Lennard-Jones链式流体自扩散系数计算公式

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西安交通大学学报 2009年第9期43卷 1-4,36页

作者：何茂刚郭盈钟秋张颖西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

基于Chapman-Enskog流体扩散系数理论,结合一套较新的针对Lennard-Jones链式(LJC)流体的分子动力学模拟数据,提出了一个新的计算LJC流体自扩散系数的半经验公式.新公式引入包含6个拟合参数的两个修正函数,分别对长链分子间排斥势能和吸... 详细信息

基于Chapman-Enskog流体扩散系数理论,结合一套较新的针对Lennard-Jones链式(LJC)流体的分子动力学模拟数据,提出了一个新的计算LJC流体自扩散系数的半经验公式.新公式引入包含6个拟合参数的两个修正函数,分别对长链分子间排斥势能和吸引势能对分子间摩擦系数的影响进行修正,更加准确地反映出真实流体分子间的相互作用情况.新公式在较广泛的温度、压力范围内对22种LJC流体的自扩散系数进行了预测,预测结果与1 081个实验数据点比较的平均绝对偏差为3.41%.

关键词：自扩散系数 Lennard—Jones链式流体势能分子动力学模拟

受限Lennard-Jones流体自扩散系数的分子动力学模拟

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东南大学学报（自然科学版） 2011年第2期41卷 317-320页

作者：杨立波陈永平张程宾施明恒东南大学能源与环境学院南京210096

基于平衡态分子动力学(EMD)方法,建立了受限空间中的Lennard-Jones(LJ)流体自扩散模型.采用径向分布函数对LJ流体微观结构进行了表征,模拟了LJ流体在纳米尺度受限空间中的自扩散系数,并将其与相应的自由空间内LJ流体自扩散系数进行了比... 详细信息

基于平衡态分子动力学(EMD)方法,建立了受限空间中的Lennard-Jones(LJ)流体自扩散模型.采用径向分布函数对LJ流体微观结构进行了表征,模拟了LJ流体在纳米尺度受限空间中的自扩散系数,并将其与相应的自由空间内LJ流体自扩散系数进行了比较,同时从分子水平分析了温度、密度和受限尺度对自扩散系数的影响.研究结果表明:受限空间内LJ流体自扩散系数随受限尺度的增大而逐渐增大;与自由空间一样,受限LJ流体自扩散系数也随温度的升高而近似线性增加,随密度的增加而逐渐减小,但始终小于相同温度、密度条件下自由空间所对应值.并且根据文献中的实验数据验证了该模型的准确性.

关键词：分子动力学自扩散系数 Lennard-Jones流体径向分布函数

体相CO_2约化自扩散系数的标度律关联模型

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北京化工大学学报（自然科学版） 2012年第3期39卷 12-18页

作者：贺鹏朱吉钦刘辉黄世萍北京化工大学化学工程学院化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

用巨正则转换矩阵蒙特卡罗(GC-TMMC)和分子动力学(MD)模拟方法研究了体相CO2单位分子的过剩熵与其约化自扩散系数(D*s)的标度关系。过剩熵主要考虑3种定义:总体过剩熵sex,以分子重心径向分布函数定义的二体熵s(c 2)和所有原子径向分布... 详细信息

用巨正则转换矩阵蒙特卡罗(GC-TMMC)和分子动力学(MD)模拟方法研究了体相CO2单位分子的过剩熵与其约化自扩散系数(D*s)的标度关系。过剩熵主要考虑3种定义:总体过剩熵sex,以分子重心径向分布函数定义的二体熵s(c 2)和所有原子径向分布函数定义的二体熵s(t 2)。结果表明,总体过剩熵sex与D*s之间存在明显的标度关系,并且独立于状态点所处的相态,可以用热力学量-过剩熵来关联动力学量-自扩散系数(约化方式);二体熵在小于超临界温度范围内的标度结果偏离了-sex-D*s的"共同曲线"。本文拓展了过剩熵标度律在分子流体中的应用范围,得到了其在体相CO2自扩散系数关联中的应用规律。

关键词： CO2 分子动力学模拟标度律自扩散系数过剩熵