| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-14页 |
| 前言 | 第14-16页 |
| 1 水系统的物理特征综述 | 第16-40页 |
| ·氢键的结构和性质 | 第16-18页 |
| ·冰相的结构和性质 | 第18-20页 |
| ·水化合物 | 第20-27页 |
| ·水化合物简史 | 第20-22页 |
| ·水化合物的构型 | 第22-25页 |
| ·水化合物的特性 | 第25-26页 |
| ·水化合物的研究意义 | 第26-27页 |
| ·受限空间水 | 第27-37页 |
| ·受限空间水简史 | 第27-30页 |
| ·特殊的受限空间——碳纳米管的结构 | 第30-32页 |
| ·碳纳米管的性质 | 第32-34页 |
| ·碳纳米管的制备 | 第34-35页 |
| ·碳纳米管中受限水研究的研究意义 | 第35-37页 |
| 参考文献 | 第37-40页 |
| 2 计算机模拟理论 | 第40-62页 |
| ·计算物理学的意义和发展 | 第40-42页 |
| ·计算物理的研究方法和作用 | 第42-44页 |
| ·晶格动力学方法 | 第44-48页 |
| ·晶格动力学模拟的原理和基本过程 | 第44-48页 |
| ·分子动力学方法 | 第48-60页 |
| ·分子动力学模拟的原理与基本过程 | 第48-50页 |
| ·分子动力学模拟的关键问题 | 第50-59页 |
| ·分子动力学模拟的特点 | 第59-60页 |
| 参考文献 | 第60-62页 |
| 3、水系统计算中的模型优化选择和物理参量模拟研究 | 第62-88页 |
| ·模拟系统中原子坐标的确定和算法实现 | 第62-70页 |
| ·水化合物坐标的确定 | 第62-64页 |
| ·水化合物晶格中氢原子坐标的求解算法 | 第64-69页 |
| 算法总结 | 第69-70页 |
| ·碳纳米管水系统坐标的确定 | 第70页 |
| ·模拟中系统模型的确定 | 第70-74页 |
| ·水化合物热力学模型的确定 | 第70-74页 |
| ·碳纳米管中水的模型设定 | 第74页 |
| ·水分子势能模型的优化选择 | 第74-81页 |
| ·周期边界条件的表征 | 第81-82页 |
| ·截断势能的计算 | 第82-83页 |
| ·库伦静电势能的计算 | 第83-84页 |
| ·声子态密度谱（PDOS） | 第84页 |
| ·对关联函数（PAIR CORRELATION FUNCTION） | 第84-85页 |
| ·径向密度分布函数 | 第85页 |
| ·偶极矩角度分布函数 | 第85页 |
| ·氢键个数的统计 | 第85-86页 |
| ·水分子迁移率 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-88页 |
| 4 水化合物模拟结果研究 | 第88-110页 |
| ·一型、二型水化合物晶格结构的对关联函数分析 | 第88-89页 |
| ·一型、二型水化合物空晶格结构的振动特性分析 | 第89-91页 |
| ·单原子分子水化合物的振动特性与能量研究 | 第91-100页 |
| ·一型、二型氙水化合物的振动特性分析 | 第91-96页 |
| ·一型、二型稀有水化合物的能量分析 | 第96-100页 |
| ·双原子分子水化合物的振动特性与能量研究 | 第100-103页 |
| ·氮气水化合物的振动特性分析 | 第100-102页 |
| ·氮气分子的空间取向及填充率特性分析 | 第102-103页 |
| ·大分子甲烷水化合物的的振动特性与能量研究 | 第103-106页 |
| ·甲烷水化合物的振动特性分析 | 第104-105页 |
| ·甲烷水化合物的填充率特性分析 | 第105-106页 |
| ·小结 | 第106-109页 |
| 参考文献 | 第109-110页 |
| 5 受限空间水的模拟结果研究 | 第110-128页 |
| ·水系统在碳纳米管中的相变 | 第110-122页 |
| ·常压下水系统在不同管径座椅碳纳米管中的相变 | 第111-116页 |
| ·高压下水系统在不同管径座椅碳纳米管中的相变 | 第116-120页 |
| ·水系统在不同手性碳纳米管中的相变 | 第120-122页 |
| ·水系统在碳纳米管中的输运 | 第122-125页 |
| ·不同直径的座椅碳纳米管中水分子的输运 | 第122-123页 |
| ·不同直径的锯齿碳纳米管中水分子的输运 | 第123-125页 |
| ·小结 | 第125-127页 |
| 参考文献 | 第127-128页 |
| 6 全文总结与展望 | 第128-129页 |
| 7 附录 | 第129-153页 |
| 致谢 | 第153-154页 |
| 攻读博士学位期间发表文章 | 第154页 |