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申请/专利权人：南京航空航天大学
摘要：本发明提供了一种基于分子动力学的材料表面疏冰性能的评价方法；本发明通过LAMMPS软件建立相应的基体模型，并将一定数量的水分子置于基体表面进行恒温动力学弛豫，直至完全结冰；再针对所有冰层原子施加一定的加速度促使冰层发生位移，进而记录冰层脱离过程中的剪切力合力与应力应变云图，获得相应材料表面的疏冰性能评价。本发明提出的评价方法不限定于基体材料结构及物性，填补了当前微观尺度追踪冰层脱落过程的技术空白，在保证高计算精度的前提下具有较高的计算效率，显著降低了材料疏冰性能评价的时间成本和经济成本，为疏冰材料的设计与应用提供了理论指导。
主权项：1.一种基于分子动力学的材料表面疏冰性能的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于LAMMPS软件建立基体模型，边界条件设定为周期性边界条件，基体上方设置一定高度的真空层；步骤2，基体建立后对模型进行弛豫，首先采用NPT系综，压力设定为1bar，温度为220k，弛豫时间20ns；随后采用NVT系综，固定模型体积，继续弛豫20ns，确保模型处于能量最小化状态；步骤3，将一定数量的水分子置于基体表面，赋予原子质量与粒子初始速度，采用全原子势函数表征水与基体原子之间的相互作用，将系统处于室温，一个大气压下进行20纳秒平衡弛豫，系综选择为NPT系综，积分步长为3fs，使系统达到平衡，密度合理，得稳态模型；步骤4，基于分子动力学仿真软件LAMMPS对稳态模型进行恒定低温动力学弛豫：在一个大气压下，设定保温温度，进行平衡态动力学弛豫，并基于系统能量变化判定水分子整体结冰情况，直至表面所有水分子均完成结冰行为；步骤5，随后选择NVT正则系综，设定环境温度后，选择Noos温度控制方式，边界条件选择周期性边界条件，针对所有冰层原子沿水平方向基于单位时间步长设置一定的加速度，设置计算步长为1fs后，进行计算；步骤6，随着时间步的延长，水分子上所受到的加速度值逐渐增大，直至促使冰层受力运动，计算基底原子受到特定方向的切应力并求和，得到冰层与基底之间的剪切应力，通过OVITO分子动力学模拟可视化软件获得应力应变云图。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 南京航空航天大学 一种基于分子动力学的材料表面疏冰性能的评价方法
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