Обзор метода молекулярной динамики Докладчик - студент гр. 5 -2 Груздев Роман Юрьевич Научный руководитель Соловьев Аркадий Николаевич Кафедра математического моделирования
Общее описание метода Метод молекулярной динамики(м. м. д) - собирательное название нескольких численных методов решения различных физических задач при помощи моделирования движения атомов, молекул, коллоидных частиц и т. п. частиц, которые составляют исследуемую систему.
О методе Математическая модель метода:
О методе Ф( r ) в формуле выше, определяется через потенциал. В простейших случаях, используется потенциал Ленарда-Джонса, который имеет вид:
Характерный вид потенциала Ленарда -Джонса
Программное обеспечение В качестве программы для моделирования была выбрана программа LAMMPS(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator. ) Сайт - http: //lammps. sandia. gov/
Особенности ПО Открытый исходный код Свободная лицензия. Допускается возможность использования совместно с другим кодом Использование совместно с МКЭ
Выполнение программ в. LAMMPS Программа в LAMMPS является скриптом, выполняется построчно. Каждая строка – это команда, причем первое слово – название команды, а дальше через пробел идут ее аргументы. Программа может быть разбита на отдельные файлы, каждый из которых подключается по мере надобности.
Структура скрипта Обычно, скрипт состоит из четырех частей: Инициализация 2. Формирование атомов 3. Установка параметров 4. Запуск 1.
Задача № 1 В данной задаче применяется м. м. д. для решения задачи деформирования наноразмерной пластины.
Постановка задачи К левой и правой стороне пластины прикладывается постоянное давление, рассматривается статическая задача. Верхние границы пластины закреплены по нормали. Далее вычисляется относительная деформация и находится модуль Юнга. Изменяя параметры потенциала, а также конфигурацию атомов, были получены различные результаты.
Результаты
Задача № 2 Теперь рассмотрим задачу об определении тензора упругих констант для кремния(трехмерный случай).
Вид потенциала Будем использовать потенциал Стилленгера- Вебера, т. к. он описывает и тройные взаимодействия, а здесь они вносят существенный вклад.
Постановка задачи
Постановка задачи Параметры потенциала С-В для кремния(взяты из потенциалов пакета LAMMPS):
Постановка задачи В данной задаче последовательно деформируем образец, причем мы растягиваем и сжимаем образец, а за тем результаты используем для окончательных расчетов. В качестве граничных условий выбраны box/relax с параметром aniso.
Расчеты Уравнения:
Результат
Анализ результата Экспериментальные значения для кремния R. Cowley, 1988): C 11 = 151. 4 GPa C 12 = 76. 4 Gpa C 44 = 56. 4 GPa (E.
Литература Д. К. Рапапорт «Искусство моделирования молекулярной динамики» (Rapaport D C. The Art of Molecular Dynamics Simulation (2 ed. , Cambridge, 2004)) Кривцов А. М. , Кривцова Н. В. «Метод частиц и его использование в механике деформируемого твердого тела» . Х. Т. Холмуродов, М. В. Алтайский, И. В. Пузынин «Методы молекулярной динамики для моделирования физических и биологических процессов» LAMMPS Manual
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Скачать презентацию Обзор метода молекулярной динамики Докладчик — студент гр
Presentation_Conferention.pptx