| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-17页 |
| 1.1 金团簇表面催化反应动力学研究和配体层结构的快速搜索 | 第13-14页 |
| 1.1.1 金团簇简介及研究热点 | 第13页 |
| 1.1.2 纳米多孔金表面催化CO氧化反应的模拟仿真 | 第13-14页 |
| 1.1.3 硫醇基配体保护纳米团簇快速搜索算法及其应用 | 第14页 |
| 1.2 表面活性剂驱油效能的分子动力学研究 | 第14-15页 |
| 1.2.1 研究背景及简介 | 第14-15页 |
| 1.2.2 表面活性剂驱油效能的分子动力学模拟仿真 | 第15页 |
| 1.3 论文的主要工作 | 第15-16页 |
| 1.4 论文的结构 | 第16-17页 |
| 第2章 基础理论与数值算法 | 第17-52页 |
| 2.1 密度泛函理论与数值求解方法 | 第17-21页 |
| 2.1.1 引言 | 第17-18页 |
| 2.1.2 密度泛函理论 | 第18-20页 |
| 2.1.3 密度泛函理论的数值求解 | 第20-21页 |
| 2.2 过渡态理论及其搜寻算法 | 第21-32页 |
| 2.2.1 引言 | 第21-22页 |
| 2.2.2 势能面 | 第22-24页 |
| 2.2.3 过渡态 | 第24-27页 |
| 2.2.4 基于反应物与产物结构的过渡态搜寻算法 | 第27-29页 |
| 2.2.5 同步转变方法 | 第29-30页 |
| 2.2.6 过渡态理论在晶格界面上催化反应中的应用 | 第30-32页 |
| 2.3 化学反应动力学的多尺度模型 | 第32-37页 |
| 2.3.1 研究背景、动机及前景 | 第32-34页 |
| 2.3.2 化学反应动力学数值模拟方法的发展和现状 | 第34-37页 |
| 2.4 基于图形同构理论的动力学蒙特卡罗算法 | 第37-43页 |
| 2.4.1 随机仿真算法的提出 | 第37-39页 |
| 2.4.2 SSA方法的理论基础及化学反应中的实施步骤 | 第39-41页 |
| 2.4.3 KMC的实现方法 | 第41-42页 |
| 2.4.4 图形同构理论 | 第42-43页 |
| 2.4.5 基于图形同构理论的KMC方法 | 第43页 |
| 2.5 分子力场理论 | 第43-47页 |
| 2.5.1 分子力场及其计算优势 | 第44页 |
| 2.5.2 分子力场构成与描述方法 | 第44-46页 |
| 2.5.3 常用分子力场的分类与区别 | 第46页 |
| 2.5.4 分子力场的局限 | 第46-47页 |
| 2.6 分子动力学方程的数值求解 | 第47-50页 |
| 2.6.1 Verlet算法 | 第47-48页 |
| 2.6.2 蛙跳(Leap-frog)算法 | 第48-49页 |
| 2.6.3 Velocity Verlet算法 | 第49-50页 |
| 2.6.4 时间步长的选择 | 第50页 |
| 2.7 元启发式算法 | 第50-52页 |
| 2.7.1 遗传算法 | 第50-51页 |
| 2.7.2 模拟退火算法 | 第51-52页 |
| 第3章 纳米多孔金表面CO氧化反应的KMC数值模拟 | 第52-78页 |
| 3.1 催化反应微动力学研究现状 | 第52-53页 |
| 3.2 纳米多孔金表面催化反应微观模型及要解决的问题 | 第53-56页 |
| 3.3 晶格界面上发生的催化基元反应 | 第56-58页 |
| 3.4 算法实现 | 第58-71页 |
| 3.4.1 图形的导入 | 第59-60页 |
| 3.4.2 基元反应的数字矩阵表达 | 第60-62页 |
| 3.4.3 图形同构计算 | 第62-64页 |
| 3.4.4 晶格表面形貌的数字矩阵表达 | 第64-70页 |
| 3.4.5 算法流程 | 第70-71页 |
| 3.5 KMC模拟结果及分析 | 第71-77页 |
| 3.5.1 KMC模拟仿真实验条件 | 第71页 |
| 3.5.2 模拟仿真结果分析 | 第71-75页 |
| 3.5.3 实验结论 | 第75-77页 |
| 3.6 本章小结 | 第77-78页 |
| 第4章 表面活性剂驱油效能的分子动力学模拟 | 第78-102页 |
| 4.1 表面活性剂 | 第78-80页 |
| 4.1.1 表面活性剂的分类与性质 | 第78-79页 |
| 4.1.2 表面活性剂的化学结构特点 | 第79页 |
| 4.1.3 表面活性剂的降粘机理 | 第79-80页 |
| 4.2 PCFF分子力场与LAMMPS求解器 | 第80-85页 |
| 4.2.1 PCFF分子力场 | 第80-83页 |
| 4.2.2 LAMMPS求解器 | 第83-85页 |
| 4.3 分子动力学在石油化学工业中的应用 | 第85-86页 |
| 4.4 表面活性剂作用下原油从岩石层剥离过程的分子动力学模拟 | 第86-100页 |
| 4.4.1 Si02基底表面的构建 | 第86-87页 |
| 4.4.2 仿真模型其他部分的构建 | 第87-89页 |
| 4.4.3 不含表面活性剂的静态水与油分子膜的相互作用 | 第89-90页 |
| 4.4.4 表面活性剂分子在油层剥离和水分子通道形成过程的作用 | 第90-97页 |
| 4.4.5 SiO_2基底表面极性对水分子通道形成的影响 | 第97-99页 |
| 4.4.6 水相流速对水分子通道形成的影响 | 第99-100页 |
| 4.5 本章小结 | 第100-102页 |
| 第5章 硫醇配体保护金纳米团簇结构快速搜索算法及应用 | 第102-134页 |
| 5.1 硫醇配体保护金纳米团簇表面配体层最稳定构型的快速结构搜索方法 | 第102-106页 |
| 5.2 团簇和配体层能量的计算方法 | 第106页 |
| 5.3 两种用于快速搜索硫醇配体保护金纳米团簇表面最优配体取向构型的计算方法 | 第106-116页 |
| 5.3.1 基于L-J势的单粒子简化能量计算和配体构型搜索结构方法 | 第107-111页 |
| 5.3.2 遗传算法和分子力学结构优化和能量计算的杂化方法及其实现 | 第111-116页 |
| 5.4 Au_(38)(SR)_(20)团簇最稳定配体保护层的结构搜索及两种算法的效率比较 | 第116-127页 |
| 5.4.1 团簇结构 | 第116-118页 |
| 5.4.2 L-J排序法及其缺点 | 第118-121页 |
| 5.4.3 分子力学优化-遗传算法杂化计算方法实现及结果比较 | 第121-126页 |
| 5.4.4 四种配体稳定化能的比较 | 第126页 |
| 5.4.5 两类算法效率比较 | 第126-127页 |
| 5.5 Au_(22)(SR)_(18)团簇的全局结构搜索 | 第127-132页 |
| 5.6 本章小结 | 第132-134页 |
| 第6章 总结与展望 | 第134-138页 |
| 6.1 总结 | 第134-135页 |
| 6.2 将来工作展望 | 第135-138页 |
| 6.2.1 密度泛函理论的数值计算 | 第135-136页 |
| 6.2.2 大尺度问题的KMC加速 | 第136页 |
| 6.2.3 性质更活跃的金属构成的反应基底的程序设计问题 | 第136页 |
| 6.2.4 LAMMPS软件与其他宏观尺度仿真软件的多尺度计算 | 第136-138页 |
| 参考文献 | 第138-145页 |
| 致谢 | 第145-146页 |
| 附录A 基于图形同构理论的KMC流程图 | 第146-147页 |
| 附录B 分子动力学算法流程图 | 第147-148页 |
| 附录C 遗传算法和分子力学杂化方法 | 第148-149页 |
| 附录D PCFF力场参数 | 第149-157页 |
| 附录E 第四章补充数值实验结果 | 第157-165页 |
| 附录F 单位换算及相关常数 | 第165-166页 |
| 附录G 遗传算法与Forcite计算参数值 | 第166-167页 |
| 个人简历、攻读学位期间发表论文目录 | 第167页 |
