分子动力学(MD)方法是一种计算机数值模拟实验方法,量级是原子尺度,能够解释某些不易用理论说明或用实验观察的现象,理论计算和实验的短缺得以弥补。分子动力学模拟方法非常合适用来研究纳米多晶材料原子尺度方面的课题。在分子动力学方法模拟纳米多晶材料的动态和静态响应过程时,由于纳米材料的各项性质与晶界的构型相关性极大[4],因此要求模拟样品与实验样品尽量相近。尤其是纳米多晶力学行为会被模拟样品的初始内应力严重影响,应当尽量使实验样品的残余内应力与样本局域初始内应力相差极小,或让样本局域初始内应力与外加应力相比可忽略不计,只有如此,才能尽量消除在纳米多晶材料研究中人为因素的影响。在实验中,有足够的时间使纳米材料的晶界能量最低[5],即达到最稳定的状态,因为获得纳米材料的各种方法所需的时间都在秒量级以上。

1.3.2分子动力学的方法

1.3.2.1基本步骤[6]

(1)构建几何模型。指定好运算的初始条件,一般用于MolecularDynamics(MD)计算的几何模型主要是来自于量子化学计算结果或实验数据。

(2)体系的初始化。加快系统趋于平衡的时间和节奏需要合理的初始化条件,以便获得好的精度。

(3)求解运动方程,并进入到平衡状态阶段。(4)宏观物理量的计算。一般在模拟最终阶段计算宏观物理量。它是沿相空间轨道求得的平均值。

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