理論計算化學的案例
4月23-26日 北京 | Fluent燃燒及化學反應流計算理論與工程應用專題
一、專題目標：
通過理論與工程實例相結合的方式進行講解，掌握利用Fluent軟件對工程中的組分擴散、化學反應、燃燒等物理現象進行建模與仿真計算
二、工程案例：12個工程案例
三、典型問題：組分擴散、體積反應、燃燒、表面反應、多相反應、污染物預測。
四、知 識 點：組分輸運模型、燃燒模型的選擇及參數設置、污染物模型參數設置。
【9月4日-9月7日 北京】Fluent燃燒及化學反應流計算理論與工程應用專題
一、給方法解決以下關鍵問題：
1、仿真分析結果主要在于經驗積累，12年以上工程應用專家帶你答疑解惑
2、有效掌握Fluent燃燒及化學反應流計算理論與工程方法+實操模型訓練
3、所有實例緊緊圍繞Fluent燃燒及化學反應流計算理論與工程為核心目標，進行實操模擬訓練
二、18個實例模型貼近工程實戰操作：
實例01：煙道氣擴散過程計算
實例02：氣體燃燒室燃燒計算
實例03：使用zimont完全預混模型模擬燃燒
實例04：煤粉燃燒模擬
實例05：同軸燃燒室部分燃燒模擬
實例06：PDF燃燒模擬
實例07：化學氣相沉積（CVD）過程仿真計算
實例08：甲烷催化燃燒模擬計算
實例09：SNCR脫硝過程模擬計算
實例10：內燃機液滴燃燒模擬
實例11：焦炭多步反應過程模擬
實例12：煤粉顆粒燃燒
實例13：霧化噴嘴噴霧過程模擬
實例14：真空輻射模擬
實例15：玻璃房采暖過程模擬
實例16：燃燒模型+輻射模型聯合模擬
實例17：用Moss-Brookes方法模擬煙灰生成模擬
實例18：氣體燃燒爐內污染物形成模擬計算
三、本質問題與差異化：
1、工程案例積累：專注CAE仿真計算，有大量的工程案例
2、關注計算結果：把仿真分析結果運用到產品中是核心理念
3、師資與專屬權：7000+多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成版權課程體系
4、問題響應參與：自主師資與合伙人模式，可直接對接客戶問題，即時做出響應
5、效果保障措施：所有學員提供高配筆記本、模型、電子資料、操作軟件
四、增值服務：
持本人學生證或教師證享有9折優惠；
一個單位同時報名2人享有9折優惠；
一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠
展開 第一性原理、量子化學計算
1，（8月13日-8月16日） LAMMPS動力學實戰班
2，（8月21日-8月24日）第一性原理與vasp實戰班
3，（8月27日-8月30日）量子化學Gaussian理論實踐
4，（9月17日-9月20日）材料模擬實戰課程安排
【主講內容】
一、Lammps基礎與原理
二，Lammps大量實例練習賞析（已發表文章）
三、LAMMPS高級研修及案例操作
一、密度泛函理論基礎 二、催化基礎
三、MS構建表面模型 四、Linux操作命令
五、VASP輸入輸出文件
六、表面吸附 七、過渡態搜索
八、后處理 九、微動力學模擬
十、光催化入門
十一、光催化計算示例
十二、電催化入門
一、計算化學理論及程序入門操作
二、Gaussian基礎操作及實際計算過程
三、Gaussian進階操作及實際計算過程
四、Gaussian計算實踐專題與應用
【咨詢電話】報名聯系方式：
劉娜(老師)
手機： 13311241619
展開 轉：量子化學--在網上求助計算化學問題時的注意事項
另外要說的是，那些將量子化學作為工具研究具體體系的人，必須重視理論的學習，這樣才能自行搞懂程序錯誤的原因。
4 要習慣Trial & Error方法解決程序使用中的問題，別直接就問“xxx關鍵詞怎么用”、“是不是要輸入xxx命令”、“輸出中xxx代表什么意思”之類，要自己多試試、分析、比較，試了也毫無損失，又不是配置炸藥弄不好就爆炸，比起等待別人回復，往往還不如自己去摸索速度更快。
5 Google is your friend。要習慣求助Google，我在網上見過的提問中多半都是可以通過Google找到答案的。尤其是程序運行、編譯出錯這類，把錯誤提示扔進Google一搜，就算不能直接找到管用的解決方法，起碼也能得到諸多有用的提示。另外，書籍、文獻、各類文檔（比如程序手冊、教程）都是你的老師，“不懂就問”這話沒錯，但在問活人之前先要詢問無聲的老師們。
6 要想得到快速、有效的回復，需要選擇合適的求助場所。如果有專門性的討論區，就不要在通用的討論區詢問。比如詢問gromacs的問題，就不適合在CCL上面問（CCL是最具影響力的綜合性的計算化學郵件列表），而應當在gromacs官方的郵件列表里問；對于論壇，比如mdbbs、emuch，就應當到gromacs專屬板塊里問。另外別忘了購買商業軟件的時候價錢里一般也包含售后服務，一些高難問題，尤其是可能涉及到bug，或者只有開發者才能說清楚的事情，最好直接聯系軟件銷售商尋求解決，他們也有義務提供解答。
7 如果提問的問題沒人解答，未必是沒有人懂，而很可能是你的提問方式不對，令別人無法或者不愿意解答，要好好檢查提問是否符合本文提出的諸多要求。如果發現有不符合之處，建議先自己繼續琢磨一陣子，如果還是無解，再把問題重新改寫，使之充分滿足本文要求，然后重新發出來，說不定就有人解答了。
展開 
計算化學:如何在云平臺上計算聲子譜
內容摘自北鯤云五月份直播內容【聲子譜的計算、后處理與分析實例】 另有文章【不同壓強下ZnO的聲子譜計算及其收斂性測試】可在發布的內容中查閱。
所有計算皆在北鯤云超算平臺上完成。
計算聲子譜所需軟件：
1 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)
結構計算與聲子譜基本計算
2 phonopy 聲子譜的計算與后處理
3 vaspkit 各種后處理
4 Origin，python，matlab 等畫圖軟件
選取標準原胞計算
意義：不容易出錯且節省計算時間嗎，結果比較漂亮
方法：
1 vaspkit-6-602
2 phonopy --symmetry
高精度結構優化
擴胞
原因：VASP直接計算的是Gamma點的聲子情況。
如何擴胞：Phonopy –d –dim=“x x x” –c POSCAR-unitc
擴多大：網傳10A原則
有限差分法/有限位移法/密度泛函微擾理論
后處理：繪制聲子譜圖
提取力常數：
命令：phonopy --fc vasprun.xml
調整控制文件
name.conf M_NAME = l Cr DIM = 2 2 1 BAND = 0.500 0.000 -0.333 0.000 0.000 0.000 0.000 0.667 0.000 FORCE_CONSTANTS = READ BAND_POINTS = 51 #BAND_LABELS = X $\Gamma$ L #DOS = .TRUE.
展開 科學家發現重化學元素 能夠突破量子力學理論！
佛羅里達州立大學的研究人員發現，量子力學的理論并不足以解釋元素周期表一些稀有重元素。相反，另一個著名的科學理論——愛因斯坦的相對論，能夠解釋元素周期表最后一些元素的性質。
該研究發表在《Journal of the American Chemical Society》雜志上。
量子力學本質上是能夠解釋分子的基本規則和完全解釋元素周期表上大部分的元素的化學性質。但是，佛羅里達州立大學化學教授homas Albrecht-Schmitt發現，這些規則就元素周期表那些不太知名的重元素而言會被愛因斯坦的相對論推翻。
homas Albrecht-Schmitt教授
“這就像是在另一個宇宙，因為這是你在日常元素看不到的化學”Albrecht-Schmitt說。
這項研究花了三年多完成，涉及元素周期表的元素锫，Bk。佛羅里達州立大學和總部在佛羅里達州立大學的國家高磁場實驗室24個研究者參與該實驗，Albrecht-Schmit制造的锫化合物表現出不尋常的化學性質。
他們沒有遵循量子力學的正常規則。
具體來說，锫原子周圍的電子沒有像較輕的元素如氧、鋅或銀那樣安排自己的組織方式。通常情況下，科學家們期望看到電子都面向同一個方向排列。就像鐵充當磁鐵一樣。
然而，這些簡單的規則不適用于元素锫及后面元素，因為有一些電子與科學家們預測的排列相反。
Albrecht-Schmitt和他的團隊意識到愛因斯坦的相對論實際上可以解釋他們在锫化合物所看到的。根據相對論，運動越快，質量越重。因為這些重原子的原子核是高度帶電的，電子接近光速運動。這使他們變得比正常重，適用于電子行為的典型規則開始打破。
Albrecht-Schmit說t當他和他的團隊開始觀察到該過程這是“令人興奮的”。
展開 ACS Nano：化學有序原子壓層材料(i?MAX)的起源：通過理論/實驗方案擴展元素空間
【圖文導讀】
圖一 i-MAX相的理論穩定性預測
（a）面內化學有序的(Mo2/3Sc1/3)2AC和(Mo2/3Y1/3)2AC在正交晶系Cmcm和單斜晶系C2/c周期中的計算形成焓ΔHcp，其中綠色表示穩定而紅色表示非穩定候選元素，粗體數字表示最低能量的結構
（b）與化學有序結構相比，無序結構在能量上是有利的，圖中表示對于(Mo2/3Sc1/3)2AC（紅方框）和(Mo2/3Y1/3)2AC（藍圓圈）其估計溫度Tdisorder作為A基團元素的函數曲線，圖中的虛線表示其經典的本體材料的合成溫度，為1773 K
圖二 面內化學有序原子壓層材料的測量和模擬XRD
（a，c）表示(Mo2/3Sc1/3)2AC和(Mo2/3Y1/3)2AC的i-MAX相的測量XRD數據
（b，d）表示其所對應的模擬XRD圖譜
模擬數據是基于正交Cmcm周期的弛豫結構，測量和計算峰之間的匹配由藍色星號（*）來索引，而i-MAX相的經典的面內（110）峰由箭頭表示
圖三 面內化學有序相(Mo2/3Sc1/3)2GaC的HRSTEM圖像和示意圖
（a）沿著[010]區域軸
（b）沿著[110]區域軸
（c）沿著[100]區域軸
示意圖所表示的是基于空間群Cmcm的正交結構所對應的原子排列
圖四 面內化學有序相(Mo2/3Y1/3)2GaC的HRSTEM圖像和示意圖
（a）沿著[100]區域軸
展開 9月10日計算化學專題研修
9月10日計算化學專題研修
服務器主要用于 計算化學/材料模擬、分子動力學、機器學習
主要用到的軟件 vasp、quantum espresso、cp2k、lammps等
根據葉素動量理論計算風機推力和傾覆彎矩（matlab程序） ￥129
根據葉素動量理論計算風機推力和傾覆彎矩（matlab程序）
目前在做風機的相關模擬，但是有關葉片受力的計算一直困擾我好久，網上關于葉素動量理論的公式很多，但是有關類似的計算程序很少，于是和課題組同學一起編寫了關于葉素動量理論matlab程序。
使用教程如下:
1.在wind.txt的文本文檔中自定義有關風速的數據，第一列為時間（s）,第二列為風速（m/s）。
示例：假定風速恒定
2.
在主文件代碼的72行時間t0與wind.txt文件最后的時間要對應。
3.自定義相關參數，以下參數根據自己的模型修改
4.airfoil.txt 文檔里定義了不同截面參數，第一列為截面距根部距離，第二列為弦長，第三列為扭角，第四列為厚度（可不作修改，建議默認，這里與葉片形狀有關）
結果展示：
展開 陳義旺、廖勛凡團隊：計算化學助力非富勒烯受體分子的激發態電荷轉移特征研究
受體材料的本征性質對器件的光伏性能起著至關重要的作用，而目前關于受體分子結構與電子性質關系的理論模擬工作較為缺乏，不利于深入理解高效受體分子的結構特性和高效新型受體的進一步開發。因此，通過密度泛函理論 (DFT) 和含時的DFT (TD-DFT) 模擬，系統地研究A-D-A和A-DA'D-A型非富勒烯受體的結構-性質關系和激發態電荷轉移特征具有重要的指導意義。
針對上述問題，陳義旺教授和廖勛凡特聘教授團隊在前期工作中總結了計算化學在有機太陽能電池應用中的研究進展，有助于理解分子結構-電子性質-器件性能之間的關系 (J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 15920)；團隊采用約化密度梯度函數 (RDG) 方法研究了分子間的弱相互作用，從而為三元體系中雙受體的工作機理提供新思路以及為第三組分的選擇提供新的匹配方法 (Mater. Chem. Front. 2020, 4, 1507-1518)；通過拓撲分析和靜電勢 (ESP) 模擬理解同分異構體結構與電子性質的差異，并與器件性能建立內在聯系 (Macromol. Rapid Commun. 2020, 41, 2000454)。在前期工作基礎上，該團隊選擇A-D-A型電子受體IT-4F、DTPC-DFIC以及A-DA’D-A型電子受體Y6為研究對象，系統研究兩類受體材料的光電特性。該工作中，Y6受體的光吸收范圍和能量損失大小介于IT-4F和DTPC-DFIC之間，但其能量轉化效率最佳。計算結果表明，相比于IT-4F和DTPC-DFIC，Y6具有明顯的電子結構特征，如較大的Mulliken電負性、分子極性指數 (MPI) 和靜電勢等。此外，較大的空穴和電子離域指數 (HDI和EDI) 表明Y6具有更有效的電荷分離。
展開 
理論計算和CFD計算對比及不同參考值設定對阻力系數的影響-ujs
針對同一個例子，采用理論數值計算和CFD仿真計算來對比分析了二者計算的結果，并對比分析了不同湍流模型對計算結果的影響和數值理論計算的誤差，從而為以后的CFD計算提供相應的參考模型；在確定誤差較小的湍流模型的基礎上，分別設置不同的參考值來計算阻力系數，期望能夠的阻力系數以及升力系數的監測提供更進一步的支持，能夠和大家多多交流。
在這過程中感謝大家對我的幫助。
同時，該帖子也算是對http://forums.caenet.cn/showtopic-527454.aspx和http://forums.caenet.cn/showtopic-522864.aspx的解答和補充。
由于帖子內容完全由自己的體會所寫，如有錯誤的地方，請閱讀附件內容之后明確指出，
一起學習進步！
理論計算和CFD計算對比及不同參考值設定對阻力系數的影響.pdf
展開 機械設計中-尺寸鏈計算基礎理論
尺寸鏈的計算幾種情況
(1)正計算——已知各組成環，求封閉環。
(2)反計算——已知封閉環，求各組成環的公差。
(3)中間計算——已知封閉環和部分組成環的基本尺寸及公差，求其余的一個組成環基本尺寸及公差。
尺寸鏈的計算方法
國標中計算方法有兩種：
極值法: 極值法是建立在零件100％互換基礎上，又可稱之為完全互換法。極值法以尺寸鏈各個組成環最大與最小極限尺寸進行尺寸鏈計算，不考慮各組成環實際尺寸的出現概率，所以極值法可以保證按此方法計算出來的各個組成環公差在加工后滿足互換性，可實現完全互換。極值法計算公式如下（參考《GB/T 5847-2004尺寸鏈計算方法》）
概率法: 在實際生產過程中，零件的實際尺寸會按一定的分布狀態呈現，概率法是以一定置信概率為依據，根據各組成環尺寸的分布狀態，按統計公差公式進行計算的方法，又可稱之為大數互換法。此方法的計算結果相比極值法更接近真實生產情況，絕大多數產品不需要修銼或調整即可滿足裝配性能要求。
展開 動力學理論計算位移
根據實際結構尺寸，參數，計算其頻率與位移
基于形變勢理論計算載流子遷移率
由于電子在運動過程中不僅受到外電場力的作用，還會不斷的與晶格、雜質、缺陷等發生無規則的碰撞，導致計算載流子遷移率的難度很大。本文基于形變勢理論方法為基礎，介紹了二維材料電子和空穴的有效質量與載流子遷移率的計算方法。這種方法沒有考慮電子和聲子(晶格振動)以及電子與電子之間的相互作用等因素，計算結果存在一定的誤差，但是相比于基于玻爾茲曼輸運理論采用Quantum-ESPRESSO 和 EPW 軟件計算載流子遷移率的方法，經濟實惠且結果在可接受的范圍之內，是計算載流子遷移率常見的方法。
二維材料載流子遷移率可以根據下式計算：
其中，m∗是傳輸方向上的有效質量，T是溫度，kB是玻爾茲曼常數。
E1表示沿著傳輸方向上位于價帶頂 (VBM)的空穴或聚于導帶底(CBM)的電子的形變勢常數，由公式確定，其中ΔE為在壓縮或拉伸應變下CBM或VBM的能量變化，l0是傳輸方向上的晶格常數，Δl是l0的變形量。
md是載流子的平均有效質量，由下面公式定義：
C2D是均勻變形晶體的彈性模量，對于2D材料，彈性模量可以通過下面公式來計算 ，其中E是總能量，S0是優化后的面積。
本公式的單位：
md(kg)、E1(J)、C2D(J/m2)、e(C)、g(J*s)、e(J/K)、m*(Kg)、
使用的工具：VASP5.4.4版本及以上、vaspkit、origin。
歡迎通過公眾號"320科技工作室"與我們聯絡
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