ATMP及其取代物缓蚀阻垢机理的分子动力学研究

采用分子动力学方法,模拟计算了缓蚀阻垢剂ATMP及其取代物与方解石(104),(102),(202),(113)面和铁(100)面的相互作用,结果表明:ATMP及其取代物中的氧原子与碳酸钙的Ca~(2+)形成的离子键对吸附起到了主要作用。同时化合物与方解石晶面间存在较弱的范德华力相互作用。化合物与方解石各晶面的的结合能强弱顺序为(202)>(102)>(113)≈(104),化合物与Fe(100)面作用主要来自于范德华的非键作用,膦酸基团和羧酸基团都有利于缓蚀阻垢效果的增强,膦酸基团对缓蚀阻垢效果的影响更为明显。     

水解聚马来酸酐的微观阻垢机理研究

利用分子模拟方法优化了水解聚马来酸酐的构型,模拟了水解程度不同时各聚合物与碳酸钙晶体之间的相互作用,并计算了其作用能量和原子键距的变化。计算结果显示:所有阻垢剂分子均逐渐接近方解石晶体,阻垢剂分子链中的活性羧酸基团与Ca2 螯合,某些基团与Ca2 离子的键距越来越趋近,占据晶体的晶格生长点或嵌入晶体内部,同时分子结构存在小幅度的变形;说明该聚合物的阻垢机理是抑制晶体成核即抑制碳酸钙的长大,同时使晶体晶格扭曲畸变使垢松软。作用后动能、势能和总能量均有不同程度的降低,趋于更稳定的构型,并随着水解度的增大,阻垢作用更加明显。     

模拟3种有机膦系阻垢剂与方解石(104)面的相互作用

通过pH曲线实验研究了乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP),己二胺四亚甲基膦酸(HDTMP)和二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMP)对碳酸钙垢的阻垢性能,在相同的加药浓度下阻垢性能强弱顺序为:DTPMPEDTMPHDTPM。同时采用周期性边界条件下的分子动力学方法,模拟研究了在水分子存在条件下各阻垢剂与方解石(104)面的相互作用,得到了相应的结合能和原子间距离等参数。结果表明:阻垢分子膦酸基团中的双键氧与碳酸钙中的Ca~(2+)形成的强静电相互作用力对吸附起了主导作用,同时膦酸基团中的氢与晶面中的氧形成了氢键,加强了吸附效果。综合考虑各分子在晶面(104)上的吸附效果,其结果与实验相符合;从分子中膦酸基团作用个数也可看出,HDTMP只有一个膦酸基团靠近晶面,因此作用力也是最弱的。     

芘功能化单分子层荧光薄膜荧光猝灭机理的分子动力学研究

实验证明,芘功能化单分子层荧光薄膜的荧光能被溶液中的硝基苯显著猝灭,为了找到猝灭的根本原因,本文采用分子动力学模拟方法来研究猝灭的机理.模拟结果表明,该薄膜在真空环境中,一对芘环中心的距离分布在(4～10)A之间,且主要是在5.3 A左右,该距离正适合于形成芘激子.当把硝基苯分子加入到该薄膜中时,我们发现芘分子在这一距...     

羧酸膦酸型化合物的阻垢缓蚀性能的量子化学研究

运用密度泛函(DFT)理论,在B3LYP／6—31G*水平下,系统研究了2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、1,2,2-三膦酸基丁烷-4-羧酸(TPBCA)、3,3-二膦酸基戊烷-1,5-二羧酸(DPPDCA)这3种羧酸膦酸型阻垢缓蚀剂的分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系。结果表明,3种膦酸分子中的羧基和膦酸基中氧原子的负电荷较多,氧原子与垢晶体中的钙离子产生静电,这些氧原子对间距与方解石晶体生长面上的钙离子对间距匹配,产生晶格畸变,阻止垢体生长。计算得到3种分子的缓蚀能力为PBTCA>DPPDCA>TPBCA,并且得到羧基中的O原子、膦酸基中的O原子对缓蚀能力贡献较大。     

相同取代基α,α''''-顺式二取代环十二酮优势构象及其相互转换的理论研究

为了探讨大环化合物的稳定构象以及构象间的相互转换,在CVFF(Consistent Valence Force Field)力场下,DMSO氛围中,通过分子动力学常温模拟研究相同取代基α,α'-顺式二取代环十二酮的构象特征,获得常温优势构象环骨架为[3333],羰基位于C2位置,取代基分别位于α-边外向位、α-角顺位.也就是说,两个取代基的存在对分子的构象没有根本坏影响,环骨架继续保持[3333]构象,与已有的实验结果一致,但取代基所在边扭曲较大,随着取代基体积的增加,扭曲程度随之增大.动态分析表明,溶液状态下,相同取代基的α,α'-顺式二取代环十二酮存在两种互为镜像的[3333]-2酮构象,两种构象处于动力学平衡之中,其转换能垒随着取代基体积的增加而逐渐升高.     

相同取代基α，α′-顺式二取代环十二酮优势构象及其相互转换的理论研究

为了探讨大环化合物的稳定构象以及构象间的相互转换，在CVFF（Consistent Valence ForceField）力场下，DMSO氛围中，通过分子动力学常温模拟研究相同取代基α，α′-顺式二取代环十二酮的构象特征，获得常温优势构象环骨架为[3333]，羰基位于C2位置，取代基分别位于α-边外向位、α-角顺位。也就是说，两个取代基的存在对分子的构象没有根本坏影响，环骨架继续保持[3333]构象，与已有的实验结果一致，但取代基所在边扭曲较大，随着取代基体积的增加，扭曲程度随之增大。动态分析表明，溶液状态下，相同取代基的α，α′-顺式二取代环十二酮存在两种互为镜像的[3333]-2酮构象，两种构象处于动力学平衡之中，其转换能垒随着取代基体积的增加而逐渐升高。     

分子动力学模拟的优化与并行研究

分析讨论了分子动力学模拟的算法特征和计算特点,对串行程序作了优化,并使之适合于作并行化。对模拟体系使用区域分解的方法,在计算节点间保留了部分重叠区域,采用基于消息传递的MPI设计平台,在可扩展机群上实现了并行化,获得了90%以上的并行效率。     

环保型三元共聚物丙烯酸二甲氨酯/磺化苯乙烯/马来酸酐的阻垢杀菌性能研究

以丙烯酸二甲氨基乙酯（DLA）、马来酸酐（MA）、对苯乙烯磺酸钠（SS）等为原料,以K₂S₂O₈为引发剂,通过水相聚合,季铵化反应后合成含烷基、羧基和磺酸基的三元共聚物阻垢剂P（MA-SS-DLA）。探讨了共聚物的投加量、钙离子质量浓度和溶液pH值等因素与共聚物阻垢率的关系以及杀菌性能,并用扫描电镜观测了碳酸钙晶形的变化,采用量子化学方法研究了共聚物P（MA-SS-DLA）对碳酸钙的阻垢性能和结构之间的关系。结果表明,共聚物适宜在Ca²⁺质量浓度为小于600 mg·L^-1的中性循环水中使用;当聚合物投加量为16mg·L^-1,杀菌12 h后,P（MA-SS-DA）杀菌率还保持73%。     

分子动力学模拟烷烃链长对其在氧修饰的石墨烯纳米孔中迁移的影响

采用分子动力学,我们模拟了一系列链长不同的烷烃分子在氧修饰的石墨烯纳米孔中的钻孔,研究了链长(N)对平均钻孔时间(t)的影响。研究表明,t随着N的增加而增加。此外给出了均方位移(MSD)和扩散系数(D)随N变化的规律。我们希望这些研究可以加深高分子在纳米孔中迁移的理解,从而更好地为纳米装置的设计提供路线。     

三维编织复合材料编织工艺过程仿真研究

总结了四步编织工艺的运动规律。对纱线的空间坐标进行三次B样条曲线拟合得到拟合坐标;设计实现了纱线实体的静态模型算法,根据拟合坐标得到纱线空间网格坐标并建立了纱线实体的静态模型;实现了纱线轨迹的动态展示以及实体生成过程的动态展示;构建了GUI界面并编译成了可脱离Matlab环境的独立运行程序。     

苯丁酸氮芥的七、八元瓜环包合物的稳定性研究

苯丁酸氮芥是一种良好的抗癌药物,但其在水溶液中溶解度低和易水解的特点,使得它的疗效和发展受到限制,瓜环可以包合小分子物质并改善小分子的理化性质,本实验采用分子模拟的方法对瓜环和苯丁酸氮芥包合物的稳定性进行了研究。首先利用分子力学的方法,确定苯丁酸氮芥与七、八元瓜环包合物的最稳定优势构型,在此基础上模拟一定时间内包合物的动态结构,统计苯丁酸氮芥包合前后结构的变化,计算结果表明:由于范德华力和氢键的作用,苯丁酸氮芥和瓜环包合后势能明显下降,证明了七、八元瓜环包合苯丁酸氮芥的包合物动力学上可以稳定的存在。     

换热器内换热管的形式对除垢超声波传播特性的影响

在对国内外超声波阻垢发展现状论述的基础上,利用SYSNOISE软件,对超声波在直管、横纹管、波纹管三种管型中传播特性进行数值模拟,分析得出超声波在三种管型中的声压分布图,由于超声波在换热器内产生驻波,会产生声压降低的部分,这部分除垢效果不好.通过频域分析可知,通过变频的方式可以减少驻波对除垢效果的影响.     

僵尸网络检测技术研究

由于全球网络都在遭受日益广泛的僵尸网络所带来的威胁,因此,必须加大对其防治.僵尸网络检测的方法分为三个部分:“僵尸网络静态特征检测技术”、“僵尸网络动态特征检测技术”、“僵尸网络混合特征检测技术”,分别指出了僵尸网络静态特征检测技术的缺陷就是误报率高、僵尸网络动态特征检测技术缺乏先验性和处理数据量大等缺点,最后指出,把...     

“可编程序控制器原理及其应用”课程试验教学软件的研制

本文在原有的TVT-90硬件和软件实验系统基础上,用组态软件实现"可编程序控制器原理及其应用"试验的动态模拟和仿真,在计算机上实现实验过程的动画仿真,使学生在实验过程中可以进行与生产过程的交互模拟,反复验证自己的程序设计过程是否正确,并且理解真实的生产装置的控制过程。     

几种典型硫化物在MoS2晶面上吸附形式的研究

采用分子力学和分子动力学分子模拟方法计算了柴油馏分中硫化物二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)在MoS2晶体表面的低能吸附构象、吸附热和吸附形式。研究结果显示,该类硫化物能够自发吸附在MoS2晶面上,并且形成稳定的平面物理吸附;并且4-MDBT、4,6-DMDBT的吸附热较DBT大,表明4-MDBT、4,6-DMDBT类硫化物的低脱硫活性不能归因于此类硫化物在催化剂表面有吸附困难。     

分子动力学模拟蛋白质吸附过程中势能函数计算的分组简化

分子水平上理解蛋白质吸附的机理,是目前蛋白质工程、生物材料和生物医学领域中一个基本问题。本文根据蛋白质分子结构的特点,采用刚体模型,在NVT条件下,对聚十赖氨酸分子在固液界面上的吸附过程进行了分子动力学模拟。在计算过程中,通过对原胞内原子进行适当分组的方法改进,以求进一步提高对势能函数的计算速度。研究结果表明,适当分组的方法可以简化分子动力学模拟的计算过程,加快计算速度,而模拟结果反映了吸附过程中蛋白质分子构象变化过程。