文档介绍：以憎川学位论文完成日期:主剩核水系统结构和动力学特性的计算机模拟研究指导教师签字:答辩委员会成员签字:参,~●.
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翩签字:勐友红五环学位论文作者签名:之个签字日期:/。年/≯月签字日期:冢月签字日期:沙/口年,隆日///疘/:奎拦亘窒蚱渌逃沟难换蛑な槭本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意以下事项:⒀S腥ūA舨⑾蚬矣泄夭棵呕蚧顾徒宦畚牡母从〖痛排蹋市论文被查阅和借阅。⒀?梢越宦畚牡娜ú炕虿糠帜谌荼嗳胗泄厥菘饨屑焖鳎梢采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊馀贪电子杂志社’’用于出版和编入《中国知识资源总库》,授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名:
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结构和物理特征。在此基础上,本章节对于水系统在两种特殊条件下形成的奇异结构——气体水化合物和受限空间水进行了详细介绍。第三章主要内容是在前两章的基础上,根据水系统的物理特征,采用计算机模拟的方法,对于描述一型、二型气体水化合物和受限于碳纳米管水的物理模型进行优化选择,然后对需要分析的物理参量进行程序编码,实现从物理语言描述到计算机语言描述的转换。通过编制程序在计算机中的运行,把实际物理问题模拟抽象成二进制数据。这一章中根据水系统中的“冰规则”,我们对水合物晶格上氢原子坐标的无序放置提出了自己有效的算法思想。通过对几种不同的水分子模型的计算,根据输出优劣性的比较≡窳薚水分子模型作为我们所研究的水系统中的基本单元模型。在此基础上,我们定义了气体水合物体系和碳纳米管水体系的模拟细节,对研究体系进行完整全面的建模操作。要从量化角度界定物理体系的一些特征,通常需要考量一些物理过程和物理参量。这一章节的后半部分则是根据一些物理过程和物理参量的定义,将其用计算机语言表述出来。真的算法要求,能够在设备上有效运行,得到精确的输出结果。这为后面章节中对两种特殊水系统的模拟仿真研究,提供了计算机技术支持。第二章主要阐述计算机模拟方法在物理学中的应用发展以及一些具体的计算机模拟理论。其中,对晶格动力学模拟方法和分子动力学模拟方法进行了详细的介绍。这些表述既要符合物理规律的真实含义,再现物理过程,同时又要求符合计算仿第四章主要内容是使用晶格动力学计算方法对气体水化合物结构和动力学~.,
特性的模拟结果的讨论,并将计算结果与已有的实验结果进行对比分析。在上一章中已经对于气体水化合物的模拟体系进行了建模,并对一些描述气体水化合物物理特性的参量进行了计算机语言的阐述。在此基础上,这一章将对于不同晶格结构的一型和二型气体水化合物进行比较性的研究,首先对于结构比较简单的单原子分子稀有气体水合物进行研究。讨论了同一种气体分子在分别填入一型和二型气体水化合物之后其动力学特性出现的差异,指出十二面体小笼结构在整个气体水化合物体系中扮演了重要角色,它与客体分子的耦合作用最为强烈,对于结构不同的一型和二型气体水化合物的稳定机制作用明显。在同一种水化合物的晶格结构中分别填入直径不同的单原子气体分子,考察客体分子大小在整个体系稳定中所起到的作用,总结出当客体分子与优势笼的有效直径比值在以上时,整个水化合物的水分子晶格结构就可以稳定存在。当甲烷分子填入二型气体水化合物时,恰恰符合以上总结的规律。在此基础上初步预测了二型甲烷气体水化合物的存在。然后进一步对双原子分子氮气形成的气体水合物的动力学特性以及能量稳定性进行模拟,发现了双原子分子内部振动的激发峰值,这是由于非单原子气体的复杂内部结构而产生的,这为下一步研究甲烷分子在水化合物晶格内部振动的动力学特性提供了依据。同时对氮气分子在笼型结构中处于不同取向的晶格能量进行计算,发现氮气分子在笼型结构内部没有最低势能取向,并且得到了氮气水化合物的最大填充率,证明了氮气分子双填充结构的稳定存在。在单原子分子气体水合物和双原子分子气体水合物的研究基础上,最后讨论了结构比较复杂的甲烷气体水合物,对甲烷气体水合物的气体填充率和晶格能量关系进行讨论,预测二型甲烷气体水合物在自然界中存在的可能以及在大笼结构中双填充的第五章讨论了使用分子动力学计算方法对受限于单壁碳纳米管中的水分子性质的模拟结果。在第三章中对于碳纳米管及其周围水分子体系的建模基础之上,从管径和手性两个因素出发来讨论它们对于碳纳米管中水分子静态性