买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开了一种基于单元化建模和分子动力学的微裂纹气体泄漏模拟方法，所述方法首先进行微裂纹的模块化分解，然后对微裂纹模块进行实边曲线拟合和单元提取，得到不同规格的微裂纹单元；依次拼接真空层、微裂纹单元模型、气体模型和金属壁垒，得到微裂纹单元气体泄漏的界面模型，并进行能量最小化处理和分子动力学模拟；基于模拟结果轨迹计算微裂纹单元的气体泄漏速率，再通过线性加和计算完整微裂纹的气体泄漏速率。本发明方法简化了微裂纹气体泄漏界面的建模过程，扩大了分子动力学模拟适用的微裂纹尺度范围，提升了微裂纹气体泄漏分子动力学模拟的效率和准确性，降低了仿真成本，有助于推动薄壁型金属焊接件微裂纹气体泄漏的量化研究。

主权项：1.基于单元化建模和分子动力学的微裂纹气体泄漏模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1微裂纹的模块化分解沿微裂纹横截面的长度方向，利用与长度方向垂直的虚线切割微裂纹截面边缘，将微裂纹分解为n个微裂纹模块，每个微裂纹模块由两条平行的直线虚边和两条曲线实边组成，其中，两条直线虚边是指与长度方向垂直的虚线与微裂纹边缘相交形成的直线段，两条曲线实边是指相邻两条直线虚边与微裂纹边缘相交形成的曲线段，相邻两条直线虚边的距离为20-3000nm；2微裂纹模块实边的曲线拟合基于最小二乘拟合法，将微裂纹模块的两条曲线实边分别拟合为平行于微裂纹长度方向的直边，从而将不规则的微裂纹模块转化成矩形的微裂纹拟合模块；3微裂纹拟合模块的单元提取在矩形微裂纹拟合模块中提取矩形的微裂纹单元，每个微裂纹拟合模块由m个完全相同的矩形微裂纹单元组成，矩形微裂纹单元一条边的长度Lunit为两条平行拟合实边的距离，另一条边的长度4建立微裂纹单元模型首先构建金属晶胞，然后根据微裂纹单元尺寸构建a×b×c的超晶胞金属模型，其中，c与微裂纹单元深度保持一致；根据微裂纹单元的Lunit在超晶胞金属模型中去除部分金属原子，预置在b、c方向存在连续性的贯通式通道，且通道在a方向的上下表面分别保留厚度大于的金属层，得到微裂纹单元模型；5分子动力学模拟基于能量最小化处理后的气体分子构建周期性气体模型，气体模型的a、b、α、β与微裂纹单元模型保持一致，气体模型的压强为0.01-70atm；首先对气体模型进行能量最小化处理，再对气体模型进行5000-30000ps的NVT系综分子动力学模拟，得到弛豫后的气体模型；构建金属壁垒，金属壁垒的a、b、α、β与微裂纹单元模型保持一致，金属壁垒的厚度c为1-10层金属原子；沿微裂纹单元c方向，依次拼接真空层、微裂纹单元模型、气体模型、金属壁垒，并固定金属原子的原子位置，即得到微裂纹单元气体泄漏的界面模型；先对界面模型进行能量最小化处理，再对界面模型进行100-3200ps的NVT系综分子动力学模拟，模拟温度为-200℃至400℃，得到模拟结果轨迹；6微裂纹气体泄漏速率计算基于界面模型分子动力学模拟得到的结果轨迹，计算微裂纹单元的气体泄漏速率e，则微裂纹拟合模块的气体泄漏速率为m×e；由于微裂纹包含n个微裂纹模块，采用数字编号1、2、3、……、n作为m和e的下标，以代表微裂纹中不同微裂纹模块的微裂纹单元数量m和气体泄漏速率e，即可通过线性加和得到完整微裂纹的气体泄漏速率E＝m1×e1+m2×e2+m3×e3+……+mn×en。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 基于单元化建模和分子动力学的微裂纹气体泄漏模拟方法