作者：闫红
页数：145
出版社：科学出版社
出版日期：2016
ISBN：9787030499127
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
当前，世界各主要国家均把纳米科技当作未来最有可能取得突破的科学和工程领域，技术的发展与新的理论学科的建立和发展密切联系，纳米尺度、表面力或界面力相对于体积力的重要性大大增强，而且表面张力在纳米尺度下有一定的变化规律，这直接考验经典毛细作用理论的适用程度；液滴尺度极小时，用力学和热力学的方法实际测量表面张力有一定的困难，但在计算机软硬件技术迅猛发展的支持下，可以采用计算机模拟的方法模拟气液界面形成、计算表面张力等多种物理量，从而发展或修正原有宏观理论。闫红著的这本《液体表面张力尺度效应的模拟计算》将以液滴、液线为研究对象，开展理论推导，设计计算方案，实现在纳米尺度下与表面张力有关的基础科学理论的发展。本书可供物理、力学、物理化学、计算材料科学等从事基础理论及微型机电系统和纳机电系统研究的科研人员以及高等院校相关专业的研究生和高年级本科生参考。
本书特色
闫红著的这本《液体表面张力尺度效应的模拟计算》分别以球状液滴、纳米液线、柱状蒸气泡等为研究对象，对GTKB方程、Laplace方程以及Kelvin方程等进行了严格的理论分析，并采用分子动力学(Molecular Dynamics，MD)计算的方法检验了我们所设计的一系列的实验方案；对球状液滴采用严格的热力学推导，给出了一种分子动力学模拟计算表面张力的新方法，能够将过渡层中压力张量计算量减至最少。
目录
前言常用符号表
第1章 绪论1．1 引言1．2 表面张力的概念及计算方法的研究现状1．2．1 表面张力和分界面的概念1．2．2 表面张力计算方法的研究现状1．3 表面张力尺度效应及其研究意义和研究现状1．3．1 表面张力尺度效应的存在性1．3．2 表面张力尺度效应的研究意义1．3．3 表面张力尺度效应的研究现状1．4 研究对象及研究内容参考文献第2章 分子模拟基本理论介绍2．1 引言2．2 蒙特卡罗和密度泛函方法2．2．1 蒙特卡罗方法2．2．2 密度泛函2．3 分子动力学方法2．3．1 分子动力学模拟的基本理论2．3．2 分子模拟系综理论介绍2．3．3 分子动力学模拟具体实施2．4 并行运算与超级计算机2．5 本章小结参考文献第3章 球状液滴表面张力计算方法研究3．1 研究背景3．2 Kirkman方法与Gibbs理论3．2．1 Gibbs理论的一个应用3．2．2 Gibbs热力学理论3．3 一种计算表面张力的方案3．4 分子动力学模拟3．5 本章小结参考文献第4章 GTKB方程在纳米尺度下的适用性研究4．1 研究背景4．2 理论方案4．3 分子动力学模拟计算4．4 本章小结参考文献第5章 圆柱形蒸气泡的Tolman长度研究5．1 研究背景5．2 理论基础和计算方案5．2．1 圆柱蒸气泡的有关公式5．2．2 平液面的有关公式5．2．3 总体目标的实现思路5．3 分子动力学模拟5．3．1 平液面系统的模拟5．3．2 圆柱形蒸气泡的模拟及Tolman长度的计算5．4 本章小结参考文献第6章 广义Laplace方程在纳米尺度下的适用性研究6．1 研究背景6．2 理论基础和计算方案6．2．1 表面张力的推导6．2．2 表面张力的又一种表达式6．3 分子动力学模拟6．4 本章小结参考文献第7章 固液接触条件下Laplace方程的适用性研究7．1 研究背景7．2 Gibbs毛细理论与小液滴的两类情况7．3 固体表面上Laplace方程力学证明7．4 固体表面上Laplace方程热力学证明7．5 一些讨论和本章小结参考文献第8章 Kelvin方程的修正8．1 研究背景8．2 Kelvin方程的精确化微分形式8．3 在液体不可压条件下，Kelvin方程修正的积分形式8．4 本章小结参考文献第9章 纳米液线的分子动力学研究9．1 研究背景9．2 理论基础9．2．1 一种计算表面张力和分界面的方法9．2．2 又一种计算方法9．3 计算模拟9．4 本章小结参考文献第10章 液线表面张力尺度效应的计算研究10．1 研究背景10．2 理论基础和计算方案10．2．1 σθ的计算10．2．2 σ2的计算10．2．3 工作计划10．3 分子动力学模拟10．4 本章小结参考文献第11章 结论和展望11．1 全书总结11．2 创新点11．3 研究工作展望附录A 球状液滴压力张量的计算设计参考文献附录B 一种推导圆柱液体的张力面半径及其表面张力模拟公式方法的思考参考文献附录C 对球形液滴张力面半径公式推导的分析参考文献附录D 压力张量的公式推导及算法设计附录E 球状液滴压力张量分层计算分子动力学程序索引
第1章 绪论1．1 引言1．2 表面张力的概念及计算方法的研究现状1．2．1 表面张力和分界面的概念1．2．2 表面张力计算方法的研究现状1．3 表面张力尺度效应及其研究意义和研究现状1．3．1 表面张力尺度效应的存在性1．3．2 表面张力尺度效应的研究意义1．3．3 表面张力尺度效应的研究现状1．4 研究对象及研究内容参考文献第2章 分子模拟基本理论介绍2．1 引言2．2 蒙特卡罗和密度泛函方法2．2．1 蒙特卡罗方法2．2．2 密度泛函2．3 分子动力学方法2．3．1 分子动力学模拟的基本理论2．3．2 分子模拟系综理论介绍2．3．3 分子动力学模拟具体实施2．4 并行运算与超级计算机2．5 本章小结参考文献第3章 球状液滴表面张力计算方法研究3．1 研究背景3．2 Kirkman方法与Gibbs理论3．2．1 Gibbs理论的一个应用3．2．2 Gibbs热力学理论3．3 一种计算表面张力的方案3．4 分子动力学模拟3．5 本章小结参考文献第4章 GTKB方程在纳米尺度下的适用性研究4．1 研究背景4．2 理论方案4．3 分子动力学模拟计算4．4 本章小结参考文献第5章 圆柱形蒸气泡的Tolman长度研究5．1 研究背景5．2 理论基础和计算方案5．2．1 圆柱蒸气泡的有关公式5．2．2 平液面的有关公式5．2．3 总体目标的实现思路5．3 分子动力学模拟5．3．1 平液面系统的模拟5．3．2 圆柱形蒸气泡的模拟及Tolman长度的计算5．4 本章小结参考文献第6章 广义Laplace方程在纳米尺度下的适用性研究6．1 研究背景6．2 理论基础和计算方案6．2．1 表面张力的推导6．2．2 表面张力的又一种表达式6．3 分子动力学模拟6．4 本章小结参考文献第7章 固液接触条件下Laplace方程的适用性研究7．1 研究背景7．2 Gibbs毛细理论与小液滴的两类情况7．3 固体表面上Laplace方程力学证明7．4 固体表面上Laplace方程热力学证明7．5 一些讨论和本章小结参考文献第8章 Kelvin方程的修正8．1 研究背景8．2 Kelvin方程的精确化微分形式8．3 在液体不可压条件下，Kelvin方程修正的积分形式8．4 本章小结参考文献第9章 纳米液线的分子动力学研究9．1 研究背景9．2 理论基础9．2．1 一种计算表面张力和分界面的方法9．2．2 又一种计算方法9．3 计算模拟9．4 本章小结参考文献第10章 液线表面张力尺度效应的计算研究10．1 研究背景10．2 理论基础和计算方案10．2．1 σθ的计算10．2．2 σ2的计算10．2．3 工作计划10．3 分子动力学模拟10．4 本章小结参考文献第11章 结论和展望11．1 全书总结11．2 创新点11．3 研究工作展望附录A 球状液滴压力张量的计算设计参考文献附录B 一种推导圆柱液体的张力面半径及其表面张力模拟公式方法的思考参考文献附录C 对球形液滴张力面半径公式推导的分析参考文献附录D 压力张量的公式推导及算法设计附录E 球状液滴压力张量分层计算分子动力学程序索引
