一种模拟热导率的非平衡分子动力学方法

计算物理 ›› 2007, Vol. 24 ›› Issue (4): 463-466.

一种模拟热导率的非平衡分子动力学方法

曹炳阳

清华大学工程力学系, 热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084

收稿日期:2006-03-03 修回日期:2006-08-09 出版日期:2007-07-25 发布日期:2007-07-25
作者简介:曹炳阳(1975-),男,山东省德州市,博士,讲师,主要从事微纳尺度流动与传热和分子动力学模拟的研究.
基金资助:
国家自然科学基金(No50606018)资助项目

A Nonequilibrium Molecular Dynamics Method for Thermal Conductivity Simulation

CAO Bingyang

Department of Engineering Mechanics, Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Received:2006-03-03 Revised:2006-08-09 Online:2007-07-25 Published:2007-07-25

摘要/Abstract

摘要： 提出一种计算热导率的非平衡分子动力学(NEMD)方法,通过构造均匀内热源获得抛物线形温度分布,并基于Fourier导热定律计算热导率,与Müller-Plathe发展的反扰动非平衡分子动力学(RNEMD)方法相比,不仅具有能量动量守恒和收敛性好的优点,还克服了常规NEMD方法中热冷源区域存在局域热力学非平衡的问题,并有模拟系统温差影响小的特点.对液态氩的热导率进行模拟并与RNEMD方法的模拟结果进行对比.

关键词: 分子动力学模拟, 热导率, 均匀内热源

Abstract: A nonequilibrium molecular dynamics(NEMD) method based on construction of uniform internal heat source for simulating thermal conductivity is put forward.The method holds energy and momentum conservations and shows rapid convergence comparable to the reversed NEMD(RNEMD) method.It overcomes the local thermodynamic nonequilibrium problem of hot/cold source regimes in traditional NEMD schemes.Compared with the RNEMD method,the method may cause smaller temperature difference and density inhomogeneity in the simulated molecule system.The method is used to simulate thermal conductivity of liquid argon and is compared with the RNEMD method.

Key words: molecular dynamics simulation, thermal conductivity, uniform internal heat source

中图分类号:

TK124
O551.3

曹炳阳. 一种模拟热导率的非平衡分子动力学方法[J]. 计算物理, 2007, 24(4): 463-466.

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