高价态硼磷COFs材料理论设计与储氢性能研究

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作者 王耀东 李晓东 +3 位作者 杨朋辉 张慧东 刘秀英 于景新 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期730-738,共9页

采用分子力学方法,从理论上设计了五种具有lta拓扑结构的高价态硼磷共价有机骨架(BP-COFs)材料。研究结果表明五种材料均具备有利于储氢应用的结构特性,如低密度(0.52~1.17 g·cm^(-3))、大比表面积(1274.12~4033.95 m^(2)·g^(... 采用分子力学方法,从理论上设计了五种具有lta拓扑结构的高价态硼磷共价有机骨架(BP-COFs)材料。研究结果表明五种材料均具备有利于储氢应用的结构特性,如低密度(0.52~1.17 g·cm^(-3))、大比表面积(1274.12~4033.95 m^(2)·g^(-1))和高孔隙率(0.55%~0.78%)等。使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)方法预测298和77 K温度下五种材料对氢气分子的物理吸附性能,并分析了材料结构与氢吸附性能之间的构效关系,结果表明五种BP-COFs材料具有较强的氢气吸附能力。尤其是在77 K时,BP-COF-10和BP-COF-11在储氢性能方面的表现最为优异,BP-COF-10具有最高的体积储氢量52.86 g·L^(-1),BP-COF-11具有最高的质量储氢量9.90%,而且随着压强的增加,BP-COF-11的质量储氢量仍然保持较好的上升趋势,这表明本文所设计材料具有优异的储氢应用潜力。本研究将为实验上开发新型高性能储氢材料提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 共价有机骨架 氢气储存 巨正则蒙特卡罗模拟 物理吸附 分子力学方法

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二维非结构网格DSMC方法的实现及其应用 被引量：8

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作者 王学德 伍贻兆 夏健 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期704-707,共4页

研究了非结构网格 DSMC方法实现的过程 ,将 Bird位置元方案中的子网格思想引入到非结构网格上来 ,只存储子网格的总体标识号 ,做到了利用较少的计算网格提高分子的分辨率和计算精度 ;提出了将面积元坐标搜索算法与交替数字二叉树搜索算... 研究了非结构网格 DSMC方法实现的过程 ,将 Bird位置元方案中的子网格思想引入到非结构网格上来 ,只存储子网格的总体标识号 ,做到了利用较少的计算网格提高分子的分辨率和计算精度 ;提出了将面积元坐标搜索算法与交替数字二叉树搜索算法 (ADT)相结合来跟踪模拟分子在网格之间的迁移 ;使用 ADT方法判别分子与物面是否相交 ,节约了计算时间 ;最后对过渡流域高超声速绕流进行了数值试验 ,结果表明这种方法的可行性、高效性及算法的通用性。 展开更多

关键词 非结构网格 直接物理模拟 monte—carlo直接模拟 monte—carlo方法

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衬底温度对电子辅助增强化学气相沉积金刚石膜的影响 被引量：4

3

作者 王志军 李红莲 +2 位作者 董丽芳 李盼来 尚勇 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期76-82,共7页

本工作采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,对以CH4/H2为源气体的电子助进化学气相沉积(EACVD)金刚石薄膜的气相动力学过程进行了模拟。提出了衬底温度的空间梯度变化模型,研究了衬底温度对EACVD气相过程中的电子群行为以及H2和CH4分解过程... 本工作采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,对以CH4/H2为源气体的电子助进化学气相沉积(EACVD)金刚石薄膜的气相动力学过程进行了模拟。提出了衬底温度的空间梯度变化模型,研究了衬底温度对EACVD气相过程中的电子群行为以及H2和CH4分解过程的影响。结果表明:电子平均温度随着衬底温度的升高而升高;当气压较低时,分解得到的成膜关键粒子H、CH3数量随衬底温度的增大而减少;而当气压较高时,H、CH3数目随衬底温度的增大而增大;衬底温度主要改变了衬底表面附近的化学反应动力学过程,从而对薄膜质量产生了决定性的影响。 展开更多

关键词 蒙特卡罗模拟 化学气相沉积 气相过程 衬底温度

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直接模拟蒙特卡罗法模拟二维平面蒸发亚稳态原子退激过程 被引量：3

4

作者 谢国锋 王德武 应纯同 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第2期147-150,共4页

在原子法激光同位素分离 (AVLIS)工程中 ,金属受电子束的加热而熔化 ,有一部分原子处于亚稳态能级 ,为了分析在蒸发过程中亚稳态原子退激对原子蒸气的速度、温度等物理特性的影响 ,采用直接模拟蒙特卡罗 (DSMC)法模拟钆原子蒸发过程 ,... 在原子法激光同位素分离 (AVLIS)工程中 ,金属受电子束的加热而熔化 ,有一部分原子处于亚稳态能级 ,为了分析在蒸发过程中亚稳态原子退激对原子蒸气的速度、温度等物理特性的影响 ,采用直接模拟蒙特卡罗 (DSMC)法模拟钆原子蒸发过程 ,分析亚稳态原子退激过程对蒸气特性的影响。模拟结果表明 :亚稳态原子退激使得原子蒸气的速度增加 ,温度升高 ;克努森数Kn越小 ,原子间碰撞越频繁 。 展开更多

关键词 直接模拟蒙特卡罗法 二维平面蒸发 亚稳态原子 退激过程 原子法激光同位素分离 金属原子

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化学气相沉积SiC膜{111}取向生长的原子尺度模拟

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作者 刘翠霞 杨延清 +3 位作者 黄斌 张荣军 罗贤 任晓霞 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期933-937,共5页

在化学气相沉积SiC膜过程中,分别考虑了化学反应的动力学以及基底表面原子的沉积与扩散,利用动力学蒙特卡罗方法,建立了SiC膜{111}取向的三维原子尺度模型,使用MATLAB模拟了原子尺度的SiC膜{111}取向生长过程.模拟结果表明:膜的生长经... 在化学气相沉积SiC膜过程中,分别考虑了化学反应的动力学以及基底表面原子的沉积与扩散,利用动力学蒙特卡罗方法,建立了SiC膜{111}取向的三维原子尺度模型,使用MATLAB模拟了原子尺度的SiC膜{111}取向生长过程.模拟结果表明:膜的生长经历了小岛的生成、小岛的合片与扩展、小岛间达到动态平衡三个阶段.随着温度的升高,膜的生长速率、表面粗糙度以及膜的厚度都增大.随着生长速率的增大,表面粗糙度增大,相对密度减小.模拟结果与理论和实验具有较好的吻合性. 展开更多

关键词 化学气相沉积 SiC膜 动力学monte carlo模拟 表面粗糙度 相对密度

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电子助进化学气相沉积金刚石中衬底温度对发射光谱的影响

6

作者 王志军 李盼来 +2 位作者 尚勇 贺亚峰 冉俊霞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1473-1475,共3页

采用蒙特卡罗方法,对以CH4/H2为源料气体的电子助进化学气相沉积（EACVD）金刚石中的氢原子（Hα,Hβ和Hγ）、碳原子C（2p3s→2p2：λ=165.7 nm）以及CH（A2Δ→X2Π：λ=420-440 nm）的发射过程进行了模拟,研究了衬底温度对各发射谱... 采用蒙特卡罗方法,对以CH4/H2为源料气体的电子助进化学气相沉积（EACVD）金刚石中的氢原子（Hα,Hβ和Hγ）、碳原子C（2p3s→2p2：λ=165.7 nm）以及CH（A2Δ→X2Π：λ=420-440 nm）的发射过程进行了模拟,研究了衬底温度对各发射谱线以及金刚石膜合成的影响。结果得知,各谱线强度随衬底温度的变化幅度很小,且在衬底表面附近的谱线强度随衬底温度的变化幅度相对于远离衬底的反应区域较大,这表明衬底温度的变化基本上不改变远离衬底的反应区域中反应基团成分,而只对衬底表面附近的反应过程有影响。由此得知,衬底温度对薄膜质量的决定性主要是由于衬底温度改变了衬底表面化学反应动力学过程和表面附近的反应基团的缘故,而不是衬底温度对反应空间中气相成分的影响。 展开更多

关键词 电子助进化学气相沉积 金刚石 蒙特卡罗模拟 发射光谱 衬底温度

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电子助进化学气相沉积金刚石中的光发射谱特性

7

作者 王志军 董丽芳 +1 位作者 李盼来 尚勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期763-765,共3页

采用蒙特卡罗方法,对以CH4/H2为源料气体的电子助进化学气相沉积(EACVD)金刚石中的氢原子(Hα,Hβ,Hγ)、碳原子C(2p3s2p2∶λ=165.7nm)以及CH(A2Δ→X2Π∶λ=420～440nm)的光发射过程进行了模拟,气体温度随空间的变化采用温度梯度变化... 采用蒙特卡罗方法,对以CH4/H2为源料气体的电子助进化学气相沉积(EACVD)金刚石中的氢原子(Hα,Hβ,Hγ)、碳原子C(2p3s2p2∶λ=165.7nm)以及CH(A2Δ→X2Π∶λ=420～440nm)的光发射过程进行了模拟,气体温度随空间的变化采用温度梯度变化,研究了不同反应室气压及衬底温度下的光发射谱特性。结果表明,不同衬底温度下各谱线强度均随气压的增大先增大后减小;当气压较低时,谱线强度随衬底温度的增大而减少,而气压较高时,谱线强度随衬底温度的增大而增大。 展开更多

关键词 电子助进化学气相沉积 金刚石 蒙特卡罗模拟 发射光谱

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蒙特卡罗模拟金刚石薄膜化学气相沉积过程中甲烷浓度的影响

8

作者 尚勇 董丽芳 +1 位作者 马博琴 王志军 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期359-363,共5页

本工作采用蒙特卡罗模拟,研究了以CH4/H2气体混合物作为源料气体的电子辅助热丝化学气相沉积中甲烷浓度对气相沉积过程的影响.计算了典型实验条件下电子能量分布,研究了电子平均能量、碎片H及CH3数目的空间分布、H与CH3的比值及CH3携带... 本工作采用蒙特卡罗模拟,研究了以CH4/H2气体混合物作为源料气体的电子辅助热丝化学气相沉积中甲烷浓度对气相沉积过程的影响.计算了典型实验条件下电子能量分布,研究了电子平均能量、碎片H及CH3数目的空间分布、H与CH3的比值及CH3携带的能量随甲烷浓度的变化.结果表明:当电子能量为2-3eV时,电子的数密度达到一峰值;平均电子能量随着甲烷浓度的增加而增加;电子与气体分子碰撞产生的碎片H、CH3和CH2的数密度随距热丝的距离而变化;随着甲烷浓度的增加,原子氢H的数目缓慢下降,然而,官能团CH3和CH2的数目缓慢上升;H与CH3的数量比随甲烷浓度的增加而减少;碎片CH3携带的能量处于1～5eV范围之内,且当甲烷浓度为1.3%时,该能量达到一最值. 展开更多

关键词 蒙特卡罗模拟技术 金刚石薄膜 化学气相沉积过程 甲烷 浓度

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遥感成像机理蒙特卡罗模拟的若干计算技术

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作者 苏理宏 黄裕霞 李小文 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第1期37-40,共4页

给出植被遥感像机理研究中蒙特卡罗方法几个关键性计算技术的详尽推导,它们包括各种叶角分布下的叶片取向,叶冠层在任意方向的遮光系数,漫反射光取向和叶片局部坐标与冠层全局坐标的转换。这些计算涉及到一些辐射传输,概率论,解析几何... 给出植被遥感像机理研究中蒙特卡罗方法几个关键性计算技术的详尽推导,它们包括各种叶角分布下的叶片取向,叶冠层在任意方向的遮光系数,漫反射光取向和叶片局部坐标与冠层全局坐标的转换。这些计算涉及到一些辐射传输,概率论,解析几何和数值积分方面的知识,相信对相关工作会有借鉴意义。最后用强后向散射验证了文中的计算方法。 展开更多

关键词 蒙特卡罗方法 遥感机理模型 计算机模拟

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黄土沉积过程及微结构模型的非连续变形分析 被引量：8

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作者 张杰 李萍 +4 位作者 李同录 张常亮 乔志甜 李强 沈伟 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期1199-1206,共8页

黄土是一种具有特殊结构的多孔隙、弱胶结的松散沉积物,存在典型的微观架空结构,其力学行为是微观结构变形与破坏的宏观体现。从本质上揭示黄土的力学行为,需从黄土微结构出发,而黄土的物质组成和微结构特征受其特殊的风积成因所控制,... 黄土是一种具有特殊结构的多孔隙、弱胶结的松散沉积物,存在典型的微观架空结构,其力学行为是微观结构变形与破坏的宏观体现。从本质上揭示黄土的力学行为,需从黄土微结构出发,而黄土的物质组成和微结构特征受其特殊的风积成因所控制,基于此本文提出了一种模拟黄土沉积过程并构建其初始结构模型的方法。为了生成黄土沉积后所形成的微结构模型,并对其进行变形模拟,首先在确定黄土颗粒形态的基础上利用Monte Carlo法生成沉积前的黄土颗粒群,然后引入非连续变形分析方法(DDA)模拟颗粒的下落,该方法能够模拟颗粒下落过程中的相互碰撞及摩擦,由此建立与实际比较接近的黄土初始结构模型。从模型中可以识别出大、中、小3类孔隙结构和台阶(staircase)、重叠(stack)、点接触(point contact)、T型4种接触形式。对所生成的黄土结构模型进行不同压力下的压缩试验,选择不同部位的颗粒作出了径向分布函数,从微观角度说明了黄土在压缩过程中大孔隙和架空结构会首先被破坏。设计了与数值模拟相同条件下的物理模型试验,将两者试验结果进行对比,结果表明数值模拟与物理模型试验的e-lgp压缩曲线的趋势大致相同,表明所提出方法是可行的。该方法为进一步开展黄土力学行为的微观分析提供了基础。 展开更多

关键词 沉积过程 黄土 初始结构 DDA模拟 monte carlo法

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物理气相淀积成膜的计算机模拟 被引量：3

11

作者 刘军 顾昌鑫 +2 位作者 韩继红 单莉英 华中一 《真空科学与技术》 CSCD 1996年第2期94-101,共8页

运用蒙特卡罗方法，模拟了不同条件下的物理气相淀积薄膜生长过程。在40×40个原子的简单立方单晶（100）面上，模拟计算了不同条件下所成简单立方单晶薄膜的生长情况，得出了覆盖率、成膜速率、稳定性与基体温度、蒸气压强的关系... 运用蒙特卡罗方法，模拟了不同条件下的物理气相淀积薄膜生长过程。在40×40个原子的简单立方单晶（100）面上，模拟计算了不同条件下所成简单立方单晶薄膜的生长情况，得出了覆盖率、成膜速率、稳定性与基体温度、蒸气压强的关系。模拟计算结果与理论和实验一致。 展开更多

关键词 物理气相淀积 计算机模拟 薄膜生长

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考虑信息物理融合的配电系统可靠性评估 被引量：15

12

作者 袁汉杰 李更丰 别朝红 《智慧电力》 2017年第7期51-57,82,共8页

在传统电力系统向电力信息物理融合系统CPS演变的趋势下,电力信息安全与电网的可靠运行密不可分,若仍将通讯系统视为完全可靠,则难以适应信息化程度较高的电力系统可靠性评估的要求。引入信息物理关联矩阵(CPIM)的方法,在传统配电网可... 在传统电力系统向电力信息物理融合系统CPS演变的趋势下,电力信息安全与电网的可靠运行密不可分,若仍将通讯系统视为完全可靠,则难以适应信息化程度较高的电力系统可靠性评估的要求。引入信息物理关联矩阵(CPIM)的方法,在传统配电网可靠性评估方法中考虑信息物理相依失效,并通过拓展后的IEEE Roy Billinton Test System算例,验证所提方法的有效性。基于算例结果分析了配电网自动化程度对可靠性的影响,同时比较了几种典型变电站主接线方式下,信息物理融合对可靠性的影响。结果表明,随着馈线断路器的数量增加,配电网可靠性得到的改善比信息相依失效带来的影响显著的多,证明了配电自动化推广带来的可靠性收益远大于其弊端。 展开更多

关键词 信息物理融合系统 配电系统 信息物理关联矩阵 可靠性评估 时序蒙特卡洛模拟

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简单分子三元混合物汽液平衡的分子模拟计算

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作者 张伟平 郭明学 +2 位作者 杨林昱 李总成 李以圭 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期80-84,共5页

采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ分子模拟及Ｇｉｂｂｓ系综方法计算了用于天然气工业的两个三元体系（Ｎ２－ＣＯ－ＣＨ４、２２０Ｋ、６ＭＰａ和ＣＨ４－Ｃ２Ｈ６－ＣＯ２、２３３Ｋ、４ＭＰａ）的汽液平衡。乙烷当作两个ＣＨ３基团组成的线... 采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ分子模拟及Ｇｉｂｂｓ系综方法计算了用于天然气工业的两个三元体系（Ｎ２－ＣＯ－ＣＨ４、２２０Ｋ、６ＭＰａ和ＣＨ４－Ｃ２Ｈ６－ＣＯ２、２３３Ｋ、４ＭＰａ）的汽液平衡。乙烷当作两个ＣＨ３基团组成的线性分子，其它组分均当作异向同性的球形分子。获得了两相平衡组成、共存相密度、构型位能和压缩因子。分子模拟的结果与文献中的实验数据能很好地吻合。 展开更多

关键词 三元混合物 汽液平衡 天然气 计算 分子模拟

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PENELOPE软件包的移植与应用实例 被引量：10

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作者 罗文芸 王传珊 黄伟 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第3期213-216,共4页

PENEL OPE是电子 -光子簇射的 Monte- Carlo模拟计算软件包 (F.Salvat,1996 ) ,能量范围为 1ke V至几百 Me V;模拟计算方法为混合模拟 ,即硬事件的详细模拟与软事件的压缩模拟相结合 ;有构造简单的几何软件包 ,能模拟光子 -电子在由二... PENEL OPE是电子 -光子簇射的 Monte- Carlo模拟计算软件包 (F.Salvat,1996 ) ,能量范围为 1ke V至几百 Me V;模拟计算方法为混合模拟 ,即硬事件的详细模拟与软事件的压缩模拟相结合 ;有构造简单的几何软件包 ,能模拟光子 -电子在由二次曲面构成的复杂几何体中的输运过程 .本文作者在 133微机上实现了对 PENEL OPE的移植 。 展开更多

关键词 电子-光子簇射 蒙特卡罗法 软件 移植 PENELOPE

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