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Sophia關鍵詞：GROMACS；冰；拉伸; 分子動力學模擬冰（尤其是六方冰?Ih）的微觀力學性能直接影響到極地工程、寒區交通、冷熱循環材料以及航空航天器在超低溫環境中的安全與可靠性。傳統宏觀實驗很難捕獲納米尺度下冰的裂紋萌生與氫鍵斷裂細節，而分子動力學（MD）模擬恰能在原子層面揭示這些本質機理。

分子動力學（MD）模擬能夠在原子尺度揭示高熵合金在循環載荷下的微觀過程，為理解其抗疲勞機理提供重要依據。然而，目前針對高熵合金在正弦波循環應力下的MD研究仍較為有限，尤其是不同成分、溫度及加載頻率對疲勞行為的影響仍需深入探索。本研究擬通過分子動力學模擬，對其開展研究。

左圖：FAMD表示的聚異戊二烯分子結構，右圖：CGMD圖像3、粗粒度分子動力學在粗粒度分子動力學（CGMD）中，一個粒子代表幾個原子的一組（圖2，右）。例如，在評估橡膠材料的拉伸性能時，需要在可以處理橡膠狀態的時間尺度（變形速率）上進行計算。這很難通過FAMD實現，但可以通過CGMD實現。粗粒度單元之間的相互作用（粗粒度勢）可以基于FAMD確定。

粗粒化分子動力學和反向映射計算雙折射性質眾所周知，高分子材料中的大變形會導致定向雙折射。先前的J-OCTA實例已經介紹了全原子分子動力學（FAMD）[1]和多尺度方法[2]。在使用全原子MD時，存在的問題是模擬的時間尺度較短。這會導致變形速率較快，聚合物在變形響應中的松弛無法及時完成，從而導致過度定向的狀態。

（1）基于聚合物分子熱動力學模型：Arruda-Boyce模型(也稱八鏈模型)，采用非線性彈簧來描述分子鏈之間的作用力，以及阻尼-彈簧系統模擬分子鏈的力學特性，成為應用最為廣泛的聚合物本構模型。該模型也應用在MAT 168號材料卡片中，如圖1所示。但是該模型只適用于材料屈曲前對材料粘彈特性的預測，并不能很好的考慮屈曲后的力學特性。

分子動力學計算是利用原子間的勢函數關系，對每個原子的獨立運動進行計算，是分子運動計算的基礎運算工具，計算結果依靠勢函數，準確度高，可靠性大，但是計算量大，時間成本高。分子動力學適合對少量位錯的運動進行精準計算。本次我們討論研究的是單獨位錯運動的定量計算，所以適合運動分子動力學的方法進行。 2、模擬案例 初始模型 比如研究Fe-Cr里單一位錯的運動機制。

Hasegawa等用分子動力學模擬研究了氫氣分子在sII型二元水合物中擴散的動力學過程，觀察到當氫氣分子在兩個大籠之間擴散時，氫氣分子主要通過六元環的中心擴散，擴散過程中籠結構無任何變形；但當氫氣分子從一個大籠移動到小籠時，則無法通過籠的窗口進行擴散，必須要破壞部分水合物結構，即需要一個五元環斷裂為氫氣提供擴散通道；Gorman等也發現雙氫氣分子占據體系，在200～250 K時，氫氣擴散主要是通過小籠五元環氫鍵的斷裂和重組進行擴散

關鍵詞：AIMD；xtb；富勒烯；分子動力學背景介紹富勒烯是一類具有高度對稱性的碳分子，其獨特的結構使其在材料科學、化學反應、納米技術等領域具有廣泛的應用前景。富勒烯的形成過程涉及復雜的反應機制和分子間相互作用，因此，研究其形成機理對于理解富勒烯合成的熱力學和動力學特性至關重要。

在線直播（授課兩天）2023年04月22日-04月23日 在線直播（授課兩天）四、培訓課表：專題一：“CP2K從頭算分子動力學模擬技術與應用”培訓大綱 課 程 內 容 贈送預習視頻內容基礎理論知識 高斯平面波混合方法(GAPW)從頭算分子動力學模擬原理（AIMD）cp2k在

面對復雜的真實路況——從城市道路的減速帶到非鋪裝路面的碎石與凸起——作為動力電池“第一道物理防線”的底護板，其性能直接關系到整車的安全底線。圖2 高分子復合材料與鋁鎂合金材料的對比傳統的金屬防護方案雖然可靠，但過大的重量已成為阻礙車輛續航里程提升的“阿克琉斯之踵”。

近幾十年來，分子動力學方法作為一種計算機模擬技術，解決了由大量原子組成的系統動力學問題，它能夠揭示在微觀尺度下材料的變形和斷裂的實質過程。尤其近幾年來，計算機的飛速發展也為研究裂紋擴展提供了可能。為了深入研究單晶鋁在裂紋存在時的行為，建立了兩種三維單晶鋁帶有預制初始裂紋的模型。

由于交聯時反應官能團發生反應的隨機性，交聯聚合物往往是復雜的三維交聯網絡，且該三維網絡是由分子鏈組成，所以利用分子動力學模擬方法可以很方便地研究聚合物交聯網絡的性質。

循環拉伸變形下的填充橡膠模擬（1）從形態學（Morphology）的角度討論動態響應差異的來源（如圖22）（圖22）（2）滯后機理（如圖23）（圖23）7. 纏結熔體聚合物的動力學行為（如圖24）（圖24）如果您對分子動力學或J-OCTA軟件感興趣，可以關注我們的官方公眾號（庭田科技）了解更多內容。

本次仿真結果如下： 本案例適用于研究爆炸、沖擊、侵徹動力學的朋友，下面附上該模擬的K文件，大家有疑問可以在私信我，歡迎交流！

近年發展起來的斷裂相場法,通過場變量的自動演化獲取裂紋路徑,可方便地模擬出裂紋的動態擴展過程。因此本案列將采用基于<a href="/major/<a href="/major/ABAQUS的斷裂相場模型實現對混凝土斷裂問題的模擬分析并探討該模型的工程實際適用性理論基礎相場法是一種以經典熱、動力學理論為基礎,由耦合的非線性的力平衡方程和相場梯度型演化方程組合而成的唯象方法。

03凝膠滲透色譜（GPC）分析通過凝膠滲透色譜（GPC）測量了分子量分布（MWD）隨LCB水平的變化，并與常規和梯形二烯支化的動力學模型曲線進行對比（圖6A）。動力學模型表明兩種支化機制存在顯著差異。

03凝膠滲透色譜（GPC）分析通過凝膠滲透色譜（GPC）測量了分子量分布（MWD）隨LCB水平的變化，并與常規和梯形二烯支化的動力學模型曲線進行對比（圖6A）。動力學模型表明兩種支化機制存在顯著差異。

圖 常用塑料的粘度與溫度的關系熔體強度則是指塑料熔體在受拉伸時抵抗斷裂的能力，它反映了熔體在拉伸應力下的內在韌性和自支撐性。熔體強度高的材料能夠承受更大的拉伸形變而不破裂，這對于吹塑、熱成型、發泡和紡絲等涉及拉伸流動的加工工藝至關重要。熔體強度主要取決于分子鏈的纏結程度、分子量大小、支化結構（長鏈支化可顯著提高熔體強度）以及是否存在交聯。值得注意的是，熔體粘度和熔體強度并不總是正相關。

圖 常用塑料的粘度與溫度的關系熔體強度則是指塑料熔體在受拉伸時抵抗斷裂的能力，它反映了熔體在拉伸應力下的內在韌性和自支撐性。熔體強度高的材料能夠承受更大的拉伸形變而不破裂，這對于吹塑、熱成型、發泡和紡絲等涉及拉伸流動的加工工藝至關重要。熔體強度主要取決于分子鏈的纏結程度、分子量大小、支化結構（長鏈支化可顯著提高熔體強度）以及是否存在交聯。值得注意的是，熔體粘度和熔體強度并不總是正相關。

為獲得循環載荷作用下材料行為的分子模擬和實驗結果間的定量比較與普適性解釋，通常以材料內部的微觀結構變化為特征，極端情況是材料內部無損傷和完全斷裂，介于兩者之間的所有其他狀態都可以認為是不同程度的損傷累積。分子動力學在研究材料的循環加載行為及其微觀作用機理方面正逐漸展現出不可替代的價值。以銅（Cu）為例，作為廣泛應用的工程材料，其力學性能和循環加載下的響應特性是科研和工業界關注的焦點。