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申请/专利权人：北京理工大学
摘要：本发明公开了一种金属微裂纹中气体泄漏的分子动力学模拟方法，所述方法首先在超晶胞铁模型中预置中空微通道，得到含微裂纹的铁模型；基于周期性气体模型进行能量最小化处理和分子动力学模拟，得到弛豫后的气体模型；建立由真空层、含微裂纹铁模型、弛豫气体模型、隔离层拼接组成的微裂纹气体泄漏界面模型，然后对界面模型进行分子动力学模拟，根据模拟轨迹结果计算气体在微裂纹中的泄漏速率。本发明方法具有计算效率高、仿真成本低的优点，能够构建纳米尺度的完整微裂纹气体泄漏界面模型，从微观角度分析气体分子在微裂纹中的泄漏规律与机理，获取微裂纹尺寸、结构与气体泄漏演变的内在联系，为精密仪器的密封性能、寿命和可靠性提升奠定基础。
主权项：1.一种金属微裂纹中气体泄漏的分子动力学模拟方法，其特征在于模拟步骤为：1金属微裂纹建模基于bcc铁晶胞构建a×b×c的周期性超晶胞铁模型；沿微裂纹在深度方向的延伸路径，根据微裂纹尺寸和形状在超晶胞铁模型中删除部分铁原子，得到预置中空微通道的微裂纹铁模型；2气体建模与弛豫将能量最小化处理后的气体分子置入周期性盒子中，得到周期性气体模型，再对周期性气体模型进行能量最小化处理；对能量最小化处理后气体模型进行NVT系综的分子动力学模拟，得到弛豫后的气体模型；3泄漏界面建模和弛豫构建真空层和隔离层，再依次拼接真空层、微裂纹铁模型、弛豫后的气体模型、隔离层，并固定铁原子的原子位置，得到层状的气体泄漏界面模型；对气体泄漏界面模型进行能量最小化处理，然后进行NVT系综的分子动力学模拟，得到分子动力学轨迹文件；4模拟结果分析基于分子动力学轨迹文件，分析气体分子的浓度分布变化、径向分布和均方位移，利用公式qt＝P1V-P2V计算气体在微裂纹中的泄漏速率，其中q表示气体在微裂纹中的泄漏速率，t表示泄漏时间，V表示气体体积，P1表示泄漏前的气体压强，P2表示泄漏后气体压强。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 北京理工大学 一种金属微裂纹中气体泄漏的分子动力学模拟方法
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