| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题的来源及研究目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池简介 | 第11-14页 |
| 1.2.1 SOFC工作原理及特性 | 第11页 |
| 1.2.2 国内外发展现状 | 第11-12页 |
| 1.2.3 固体电解质简介 | 第12-13页 |
| 1.2.4 固体电解质的分类 | 第13-14页 |
| 1.2.5 氧化铈基电解质的研究现状 | 第14页 |
| 1.3 耦合场中的数值方法研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3.1 数值方法介绍 | 第15页 |
| 1.3.2 耦合场研究现状 | 第15-16页 |
| 1.4 分子动力学模拟 | 第16-17页 |
| 1.4.1 分子动力学模拟简述 | 第16页 |
| 1.4.2 分子动力学的一般步骤 | 第16页 |
| 1.4.3 CeO_2基电解质的分子动力学模拟现状 | 第16-17页 |
| 1.5 研究内容与方法 | 第17-18页 |
| 第2章 有限元模拟和分子动力学模拟 | 第18-29页 |
| 2.1 有限元法介绍 | 第18-22页 |
| 2.1.1 有限元法的基本理论与步骤 | 第18-19页 |
| 2.1.2 平面八结点等参数单元介绍 | 第19-22页 |
| 2.2 分子动力学模拟 | 第22-23页 |
| 2.3 牛顿运动方程式的数值解法 | 第23-25页 |
| 2.3.1 Verlet算法 | 第23-24页 |
| 2.3.2 蛙跳法 | 第24-25页 |
| 2.3.3 速度Verlert算法 | 第25页 |
| 2.4 系综简介 | 第25-27页 |
| 2.4.1 温度控制 | 第25-26页 |
| 2.4.2 压强控制 | 第26-27页 |
| 2.5 周期性边界条件 | 第27-28页 |
| 2.6 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 裂纹尖端应力场对氧空位诱导作用的研究 | 第29-44页 |
| 3.1 耦合场中的缺陷 | 第29-30页 |
| 3.2 宏观力场的数学模型 | 第30-32页 |
| 3.2.1 边界条件及模型的简化 | 第31页 |
| 3.2.2 变分形式的推导 | 第31-32页 |
| 3.3 化学场的主要数学模型 | 第32-35页 |
| 3.3.1 边界条件及模型简化 | 第33-34页 |
| 3.3.2 变分格式的推导 | 第34-35页 |
| 3.4 耦合场中模型参数设置 | 第35-39页 |
| 3.5 有限元算法的数值模拟 | 第39-43页 |
| 3.5.1 不含裂纹的模型分析 | 第40-41页 |
| 3.5.2 含裂纹的模型分析 | 第41-43页 |
| 3.6 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 氧离子扩散行为的分子动力学模拟 | 第44-53页 |
| 4.1 GDC的分子动力学模型 | 第44-45页 |
| 4.1.1 GDC的势函数 | 第44-45页 |
| 4.1.2 GDC的建模 | 第45页 |
| 4.2 晶格常数的计算 | 第45-48页 |
| 4.2.1 GDC的晶格常数计算 | 第45-47页 |
| 4.2.2 GDC的热膨胀系数计算 | 第47-48页 |
| 4.3 氧离子的扩散模拟 | 第48-52页 |
| 4.3.1 掺杂浓度对氧离子扩散行为的影响 | 第49-50页 |
| 4.3.2 温度对氧离子扩散行为的影响 | 第50-51页 |
| 4.3.3 外部载荷对氧离子扩散行为的影响 | 第51-52页 |
| 4.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 第5章 基于MD模拟的GDC断裂韧度计算 | 第53-70页 |
| 5.1 脆性材料断裂强度理论 | 第53-55页 |
| 5.1.1 应力强度因子准则 | 第53页 |
| 5.1.2 能量释放率脆断准则 | 第53-54页 |
| 5.1.3 应力强度因子与能量释放率的关系 | 第54-55页 |
| 5.2 单轴拉伸模拟 | 第55-57页 |
| 5.2.1 拉伸模型及拉伸方法 | 第55页 |
| 5.2.2 CeO_2进行单轴拉伸模拟 | 第55-56页 |
| 5.2.3 对GDC的单轴拉伸模拟 | 第56-57页 |
| 5.3 表面能的计算模拟 | 第57-63页 |
| 5.3.1 CeO_2表面能的计算 | 第60-61页 |
| 5.3.2 GDC表面能的计算 | 第61-63页 |
| 5.4 断裂韧性的研究模拟 | 第63-69页 |
| 5.4.1 各项同性的断裂韧度计算 | 第63-64页 |
| 5.4.2 各向异性材料的断裂韧度计算 | 第64-67页 |
| 5.4.3 GDC的断裂韧度计算 | 第67-68页 |
| 5.4.4 CeO_2与GDC的断裂韧度比较 | 第68-69页 |
| 5.5 本章小结 | 第69-70页 |
| 结论 | 第70-71页 |
| 参考文献 | 第71-77页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第77-79页 |
| 致谢 | 第79页 |