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大规模反应分子动力学模拟新进展
李晓霞; 郑默; 张婷婷; 韩嵩; 高明杰; 任春醒; 郭力
2017-11-17
Conference Name中国化学会第14届全国计算(机)化学学术会议暨分子模拟国际论坛
Source Publication中国化学会第14届全国计算(机)化学学术会议暨分子模拟国际论坛会议手册
Conference Date2017-11-17
Conference Place中国江苏南京
Abstract

由van Duin和Goddard等提出的反应力场ReaxFF与分子动力学(Molecular dynamics, MD)相结合,能够描述分子体系化学反应随时间的演化,且不需要预先假定反应路径,因此在揭示复杂体系高温反应过程的反应机理方面应用前景诱人,正在获得广泛应用。但ReaxFF MD依然计算强度大,比经典MD模拟慢数十倍;且对化学反应网络的分析具有挑战性。将作者课题组发展的国际领先的GPU并行程序系统GMD-Reax与化学反应自动分析程序系统VARxMD结合,可使~10,000原子规模甚至更大规模的反应分子动力学(ReaxFF MD)模拟应用在桌面机或单一计算节点上高效运行,借助于升温模拟策略,可考察近似于全景式产物随温度的演化规律及其蕴含的化学反应路径信息。利用先进的GPU卡如NVIDIA Tesla K40或K80,单GPU模拟的煤模型规模可达到100,000原子规模。1-10万原子规模的无定形煤分子模型对于利用ReaxFF MD模拟揭示煤热解过程的反应机理极为重要,特别是对于热解焦油的代表性产物如酚类、甲基萘等的生成与演化规律的观察,10万原子规模的煤模型必不可少。除了应用于煤热解机理研究外,GMD-Reax与VARxMD的应用所揭示的生物质体系(纤维素、木质素)和碳氢燃料的热解过程的反应机理、以及生物油和碳氢燃料等的氧化反应机理也是实验方法及其他计算方法难以直接获得的。

KeywordReaxff Md 热解与氧化 反应机理 大规模分子模拟
Language中文
Document Type会议论文
Identifierhttp://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/28920
Collection中国科学院过程工程研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
李晓霞,郑默,张婷婷,等. 大规模反应分子动力学模拟新进展[C],2017.
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