化學反應動力學模擬的案例
Fluent-化學反應-1 預混氣體（甲烷空氣）化學反應的數值模擬
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Fluent專家-化學反應-1
預混氣體（甲烷空氣）化學反應的數值模擬
案例簡介
本案例涉及空氣與甲烷的反應，空氣入口速度8m/s，入口直徑1mm，甲烷的入口速度為4m/s，兩個入口間距3mm，水平直管段長度為15mm，寬為0.5mm，幾何模型如下圖所示。
視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10173
fluent-化學反應-案例1-預混氣體（甲烷空氣）化學反應的數值模擬
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fluent-化學反應-案例1-預混氣體（甲烷空氣）化學反應的數值模擬
案例簡介
本案例涉及空氣與甲烷的反應，空氣入口速度8m/s，入口直徑1mm，甲烷的入口速度為4m/s，兩個入口間距3mm，水平直管段長度為15mm，寬為0.5mm，幾何模型如下圖所示。
知識點：化學反應、渦耗散模型、甲烷空氣混合物模型、燃燒、繪制xy plots曲線等
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展開 基于反應力場的沖擊波傳播特性分子動力學模擬
沖擊波一維傳播模擬
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
基于反應力場的超高速碰撞分子動力學模擬
納米粒子小球超高速撞擊具有氧化層的金屬表面
有限速率化學反應模型-液體燃料燃燒模擬 ￥9.9
有限速率化學反應模型-液體燃料燃燒模擬案例 cas dat msh
使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進行鋁水化學反應模擬仿真 ￥1688
模擬對象為鋁水反應器，其為一個圓柱形容器，為加快計算速度，本模擬選擇二維模型進行計算。使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進行鋁水化學反應的設置，監測溫度場變化。提供完整源文件和完整錄制教學視頻指導，可直接出圖，也可根據錄屏教程進行復現。
力學所高溫氣體動力學國家重點實驗室（LHD）與大連化物所分子反應動力學國家重點實驗室（MRD）學術討
為進一步推動高溫氣體動力學領域的學科融合和交叉、促進實驗室開拓發展，8月31日LHD赴中科院大連化物所與分子反應動力學國家重點實驗室（MRD）開展學術討論。力學所黨委書記劉桂菊、學術委員會副主任姜宗林、LHD主任張新宇，大化所化學動力學研究中心主任楊學明院士、MRD主任張東輝院士等來自力學所和大化所的30余人參加討論會。會議由楊學明主持。
劉桂菊在致辭中表示，大化所、力學所各具風格和特點，相互學習和交流將可能產生重要的思想火花，促進合作的開展，LHD高度重視此次活動，針對預先溝通的四個主要問題準備研討內容主題，希望兩個國家重點實驗室進一步落實合作的切入點以及具體內容。
楊學明在致辭中向參會人員表示熱烈的歡迎，認為分子反應動力學和高溫氣體動力學關系到各自研究領域的下一步發展趨勢，期望通過交流找到學科交叉的具體合作點。
張新宇、楊學明分別介紹了LHD、化學動力學研究中心及MRD的總體情況和研究特點。本次會議共做8個專題學術報告，分別涉及化學動力學理論、高溫氣體動力學以及燃燒反應、大連相干光源、超聲速燃燒和光學測量、交叉分子束、激波管化學反應動力學、反應速率計算、高超風洞和稀薄氣體風洞等多個方面，與會成員展開熱烈討論。
會議雙方經過細致討論，決定成立工作組，在飛行器表面反應動力學、反應速率測量、風洞實驗中的光譜學和質譜學、交叉分子束動力學和重大科研平臺建設等方面開展合作。
展開 東華大學史向陽團隊 ACS Nano：纖連蛋白包覆的金屬-多酚網絡通過鐵死亡增強的ICD實現腫瘤的化學/化學動力學/免疫協同治療
為解決小分子化療藥物不可避免的副作用、腫瘤免疫逃逸以及復發等問題，利用FN的修飾促進藥物的靶向遞送，聯合化療及CDT實現增強的ICD，輔以A-PD-L1免疫檢查點阻斷療法，完成增強的腫瘤免疫治療及MR成像，東華大學史向陽教授團隊構建了一種纖連蛋白包覆的金屬-多酚網絡，通過增強的鐵死亡介導的ICD，用于協同的腫瘤化學/化學動力學/免疫治療以及MR成像（圖1）。
圖1. DOX-TAF@FN納米復合物的制備及其用于體內MR成像和腫瘤的化學/化學動力學/免疫聯合治療示意圖。
研究團隊首先在DOX存在的情況下，利用TA與Fe3+之間的配位作用原位形成負載DOX的TAF（DOX-TAF）納米復合物。隨后，通過氫鍵作用力將FN包覆于DOX-TAF的表面制備納米復合物DOX-TAF-FN。制備的DOX-TAF-FN復合物尺寸分布均勻，平均粒徑為45.0 nm。
團隊通過UV-vis、SDS-PAGE等手段證明了DOX-TAF@FN的成功制備（圖2a-f），且其在水、PBS以及培養基中具有良好的膠體穩定性（圖2g）。制備的DOX-TAF@FN在弱酸性條件下（pH=5.5）能夠顯著釋放鐵離子（41.7%）（圖2h）。此外，亞甲基藍（MB）降解實驗結果表明，DOX-TAF@FN具有催化H2O2產生?OH的特性（圖2i），從而誘導CDT。
圖2.
展開 《Nature Commun》：化學鍵在結晶和玻璃化動力學方面的潛力
因此，結晶和玻璃化動力學的設計為提高其應用潛力提供了重要的機會。這一目標激發了許多研究活動，以解開PCMs中快速結晶的起源。以往的研究，強調了非晶(玻璃)相中四重環的重要性，并闡明了降低隨機性對晶體成核的作用。
此文中，研究者采用了一種不同的方法，以探索了化學鍵的系統變化對結晶動力學的影響。為了實現這一點，研究者分析了一種原型相變材料GeTe的快速結晶，并分別與GeSe、SnTe和Sb2Te3合金。GeSe的共價明顯高于GeTe，而SnTe的特征是更大的電荷轉移。這三種物質體系都具有很好的混相。它們的特征是在它們的晶體相中有八面體狀的原子排列，盡管有不同程度的扭曲，這是p鍵化合物的特征。因此，研究者避免了GeTe與四面體、sp3-鍵結半導體的混合。研究者發現，結晶速度沿著兩種基本鍵類型，金屬鍵和共價鍵的線連接區域有明顯的化學計量學依賴關系。增加共價降低了六個數量級的結晶，并促進了玻璃化。化學計量比的依賴性與材料的性質有關，如晶體相的光學性質和鍵指示符，相鄰原子間共有的電子數。量子化學圖解釋了這些趨勢，并為設計結晶動力學提供了藍圖。
圖1 不同硫屬化合物的結晶速度。
圖2 最小結晶時間τ。
圖3 玻璃化相變。
圖4 動力學隨鍵指標的變化。
綜上所述，最后，擴展化學鍵量詞(ES和ET)的使用，以描述其他類別材料的結晶和玻璃化動力學應該是有益的。四面體配位、共價體系和金屬是否也有類似的趨勢，即能否根據共享和轉移電子數量的定量數據預測它們的玻璃化和結晶行為？如果這個目標能夠實現，這將為制造玻璃和晶體的藝術提供一種新的科學視角。
展開 中科院化學所JACS：離子導體層減弱正極-固態電解質的界面電位，增強固態電池的界面動力學
在室溫固體電池中，LATP過渡層緩解極化并提高了動力學特性。通過AFM界面電勢測量可知，LATP的引入削弱空間電荷層，使界面處電勢梯度降落，減輕了極化，抑制了副反應，提高了循環穩定性和動力學性能。緩沖層的設計為增強固-固界面穩定性和動力學特性提出了一種簡便、有效的策略。
文獻鏈接：Mitigating Interfacial Potential Drop of Cathode–Solid Electrolyte via Ionic Conductor Layer To Enhance Interface Dynamics for Solid Batteries (JACS, 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b03319)。
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BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 使用火災動力學模擬器(FDS)完成火災CFD模擬課程（英） ￥15
使用火災動力學模擬器(FDS)完成火災CFD模擬課程（英）
發布于2026年3月
MP4 | 視頻：h264, 1920x1080 | 音頻：AAC, 44.1 KHz, 雙聲道
語言：英語 | 時長：12小時45分鐘 | 大小：9.42 GB
**FDS實用火災建模 — 熱釋放速率、暖通空調、控制系統及高級CFD應用**
**您將學到什么**
- 使用FDS和 PyroSim 構建完整的火災模擬模型，從幾何設置到結果解讀。
- 設計結構化計算網格，并利用特征火災直徑計算合適的單元尺寸。
- 定義材料、反應、組分和表面，以準確模擬火災增長和煙氣行為。
- 布置和配置測量裝置，用于測量溫度、能見度、煙氣層高度、熱釋放速率和流量。
**課程要求**
- 具備傳熱學和流體力學等工程基礎的基本理解會有幫助，但非強制要求。
- 無需具備FDS或PyroSim的先驗經驗。課程循序漸進地涵蓋基礎知識和高級概念。
- 需要一臺能夠運行PyroSim和FDS模擬的計算機。
- 必須具備學習計算火災建模并應用工程判斷的意愿。
**課程描述**
火災建模在性能化消防安全設計中已不再是可選項 — 它是必不可少的。
這門關于火災動力學模擬器(FDS)的完整專業課程，將帶您從零基礎走向高級實際火災建模應用。無論您是消防工程師、CFD工程師、機械工程師、安全顧問還是研究人員，本課程旨在讓您在構建、運行和解讀火災模擬方面具備專業能力。
我們從火災動力學基礎、燃燒原理以及理解FDS工作原理所需的CFD基礎知識開始。
展開 分子動力學模擬介紹
有了這三步，你就可以做一個好的分子動力學專家了。推而廣之，其實所謂的介觀模擬，蒙特卡羅模擬、有限元模擬都是一個道理。
大致分類：
2.1電子模擬（量化計算，DFT）
?量子化學計算，一般處理幾個到幾十個原子；常見軟件：GAUSSIAN，NWCHEM等
?密度泛函（DFT），可以算到上百個原子；常見軟件：VASP
2.2分子模擬（分子動力學，蒙特卡洛）
2.2.1分子級別的模擬
?分子水平的模擬，以分子的運動為主要模擬對象，采用經驗性的分子間作用函數模擬微粒之間的作用。一般情況下不考慮電子轉移效應，因而不能準確模擬化學成鍵作用
?發展最早
?1950s，Alder，勞倫斯利物默實驗室，分子動力學模擬32個原子
?1950s，Metropolis，洛斯阿洛莫斯實驗室，蒙特卡洛模擬32個原子
?分子級別的模擬應用的領域很廣，廣泛應用于化學，物理，生物，化工，材料，機械，治藥等領域
?簡單易學
2.2.2蒙特卡洛方法
?蒙特卡洛是一種優化方法，通過蒙特卡洛算法來尋求能量最優點
?隨機方法：通過系綜平均來求取宏觀性質，模擬的是平衡狀態，不涉及時間效應（KMC除外）
?優點是可以跨越時間因素，缺點是得不到有關時間信息的性質
2.3CPMD:考慮量子效應的分子動力學
?同時考慮原子核的運動（牛頓力學）和電子的運動（量子力學），能同時準確模擬物理作用和化學鍵作用
?目前來說CPMD可以處理的體系還很小（幾十個原子）
2.4顆粒方法（CoarseGrain）
?
展開 分子動力學仿真模擬
圖1：利用分子動力學計算的材料（此材料為Cr2O3固體）各種機械性質。
2. 熱力學性能：聲子態密度，比熱容（等容或等壓），熔點，熱膨脹系數（1D-3D），等溫壓縮系數，熱導率（僅限非金屬材料，例如石墨烯等），等等。
圖2：利用分子動力學計算的材料（此材料為銅-銀納米顆粒）熱力學各性質。
· 各尺度材料的動力學過程模擬與研究：
1. 材料的融化過程：例如金屬納米顆粒，高熵合金，等等。
圖3：利用分子動力學模擬的銅銀納米顆粒以及鋁-銅-鐵-鉻-鎳高熵合金納米顆粒的融化過程。
2. 顆粒在不同條件下的燒結過程：例如不同溫度，壓力 ，顆粒的大小，等等。
圖4：利用分子動力學模擬的銅銀納米顆粒及納米線在不同溫度下的燒結過程
3. 焊接過程：例如, 鎳、鋁納米顆粒與Inconel 718合金的浸潤或者焊接過程
圖5：利用分子動力學模擬的鎳納米顆粒在鎳基板上的浸潤過程以及焊接Inconel 718合金的過程
4. 固相或液相擴散過程：例如θ’-Al2Cu沉積相在鋁合金中的擴散及生長，可計算擴散系數，擴散激活能等。
圖6：利用分子動力學模擬的θ′-Al2Cu在鋁合金中的擴散過程。
來源：海納有限元服務號
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