有限温度下线性谐振子晶格的分子动力学模拟

摘要：

基于双向界面条件和声子热浴,提出了一种新的热流输入方法,该方法未引入任何耗散因子或经验参数,能在局域的空间和时间上实现有限温度下的原子模拟.对于一维线性谐振子品格,采用双向界面条件作为系统的边界,目的是为了让热流能从外界输入系统,同时允许内部的波动自由地传出,从而实现系统中能量的动态平衡.通过数值计算发现,双向界面条件能让正方向的波完整地输入,同时还能抑制反方向的波的输入,因此,边界条件可以起到行波的二极管的作用.声子热浴的正则模态能很好地描述原子的热振动,通过推导可将正则模态分解为正方向和反方向的输入波,取正方向的波来构造热源项.数值算例表明,热流输入方法对于线性谐振子链非常有效,系统能快速地达到预期的温度,并且能够维持在稳定的状态,同时,还能很好地处理有限温度下的非热运动.

关键词：热流输入、有限温度、原子模拟、谐振子晶格

所属期刊栏目：36

分类号：O39(应用力学)

资助基金：国家自然科学基金11272009;The National Natural Science Foundation of China11272009

在线出版日期：2015-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：61-69