纳米力学问题的交替光滑分子动力学-分子动力学计算方法

来源 :2014年中国计算力学大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hlp2009
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  分子动力学(MD)是纳米力学问题研究中广泛采用的数值模拟方法,但其能采用的时间步长有限,严重限制了其适用的时间尺度.光滑分子动力学(SMD)方法借鉴无网格物质点法的思想,在分子动力学中引入背景网格,将原子运动方程映射到背景网格节点上求解.SMD方法中时间步长的控制因素转化为背景网格间距,从而可以在保证整体精度的同时,采用比传统MD方法大一个量级以上的时间步长.但SMD方法中滤除了原子运动的高频分量,因此在处理具有明显原子乱序和有限温度问题时可能产生虚假的数值结果.本文将SMD方法与MD方法在时域上交替求解,将SMD方法时间步长大、计算效率高的优势和MD方法可以更好地处理原子乱序的优势相结合.SMD方法与MD方法的求解过程非常相似,两者之间的转换便捷高效.纳米压痕、纳米线拉伸等问题的模拟结果表明本方法可以高效准确地求解纳米力学问题.
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