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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 表面张力的概念及计算方法的研究现状2

1.2.1 表面张力和分界面的概念2

1.2.2 表面张力计算方法的研究现状3

1.3 表面张力尺度效应及其研究意义和研究现状7

1.3.1 表面张力尺度效应的存在性7

1.3.2 表面张力尺度效应的研究意义9

1.3.3 表面张力尺度效应的研究现状9

1.4 研究对象及研究内容11

参考文献12

第2章 分子模拟基本理论介绍21

2.1 引言21

2.2 蒙特卡罗和密度泛函方法23

2.2.1 蒙特卡罗方法23

2.2.2 密度泛函23

2.3 分子动力学方法25

2.3.1 分子动力学模拟的基本理论26

2.3.2 分子模拟系综理论介绍28

2.3.3 分子动力学模拟具体实施32

2.4 并行运算与超级计算机38

2.5 本章小结38

参考文献39

第3章 球状液滴表面张力计算方法研究41

3.1 研究背景41

3.2 Kirkman方法与Gibbs理论41

3.2.1 Gibbs理论的一个应用41

3.2.2 Gibbs热力学理论42

3.3 一种计算表面张力的方案43

3.4 分子动力学模拟48

3.5 本章小结53

参考文献53

第4章 GTKB方程在纳米尺度下的适用性研究56

4.1 研究背景56

4.2 理论方案57

4.3 分子动力学模拟计算58

4.4 本章小结64

参考文献64

第5章 圆柱形蒸气泡的Tolman长度研究66

5.1 研究背景66

5.2 理论基础和计算方案67

5.2.1 圆柱蒸气泡的有关公式67

5.2.2 平液面的有关公式68

5.2.3 总体目标的实现思路69

5.3 分子动力学模拟69

5.3.1 平液面系统的模拟70

5.3.2 圆柱形蒸气泡的模拟及Tolman长度的计算73

5.4 本章小结75

参考文献76

第6章 广义Laplace方程在纳米尺度下的适用性研究79

6.1 研究背景79

6.2 理论基础和计算方案81

6.2.1 表面张力的推导81

6.2.2 表面张力的又一种表达式83

6.3 分子动力学模拟85

6.4 本章小结88

参考文献88

第7章 固液接触条件下Laplace方程的适用性研究90

7.1 研究背景90

7.2 Gibbs毛细理论与小液滴的两类情况91

7.3 固体表面上Laplace方程力学证明93

7.4 固体表面上Laplace方程热力学证明95

7.5 一些讨论和本章小结96

参考文献97

第8章 Kelvin方程的修正99

8.1 研究背景99

8.2 Kelvin方程的精确化微分形式100

8.3 在液体不可压条件下，Kelvin方程修正的积分形式101

8.4 本章小结103

参考文献103

第9章 纳米液线的分子动力学研究105

9.1 研究背景105

9.2 理论基础106

9.2.1 一种计算表面张力和分界面的方法107

9.2.2 又一种计算方法109

9.3 计算模拟109

9.4 本章小结114

参考文献114

第10章 液线表面张力尺度效应的计算研究117

10.1 研究背景117

10.2 理论基础和计算方案118

10.2.1 σθ的计算119

10.2.2 σz的计算119

10.2.3 工作计划120

10.3 分子动力学模拟121

10.4 本章小结124

参考文献124

第11章 结论和展望126

11.1 全书总结126

11.2 创新点127

11.3 研究工作展望128

附录A球状液滴压力张量的计算设计129

参考文献132

附录B一种推导圆柱液体的张力面半径及其表面张力模拟公式方法的思考133

参考文献134

附录C对球形液滴张力面半径公式推导的分析135

参考文献135

附录D压力张量的公式推导及算法设计136

附录E球状液滴压力张量分层计算分子动力学程序138

索引143