[发明专利]基于分子动力学的多层富勒烯单向压缩的模拟方法

权利要求书

1.一种基于分子动力学的多层富勒烯单向压缩的模拟方法，其特征在于，具体步骤为：

读取多层富勒烯数据，计算多层富勒烯内每个原子位置，根据多层富勒烯边界尺划定两个区域，具体为：计算多层富勒烯每个原子的位置，得到多层富勒烯所有原子在空间内三个方向的最大最小值X_max、X_min、Y_max、Y_min 、Z_max、Z_min；

划定的两个区域的边界为：

X方向均为：(X_max+X_min)/2±(X_max-X_min)，Y方向均为：(Y_max+Y_min)/2±(Y_max-Y_min)，Z方向，上部分区域：下部分区域：式中，为尺寸单位埃；

利用晶格命令在划定的区域内填充碳原子形成石墨烯；

选取能够描述多层富勒烯碳碳体系中碳原子间相互作用力的势函数，所述势函数能量公式为：

式中，为排斥项，为吸引项，b^ij是键序项，D^ij为势能阱的深度，σ_ij是两原子之间互相作用的势能正好为零时的距离，r_ij是原子i和原子j之间的距离；

设定系统弛豫与分子动力学模拟的参数；

对石墨烯施加约束，使石墨烯成为不可变形的刚体作为夹板；

建立循环，在每一次循环过程中使石墨烯夹板指定距离，通过石墨烯夹板挤压多层富勒烯，计算应力输出结果，直到达到设定的循环此处，每次循环输出模型坐标文件和应力信息；

将模型坐标文件导入可视化软件Ovito进行挤压过程的可视化，并通过切面分析挤压过程中结构内部微观结构变化，将应力信息导入Origin进行数据可视化。

2.根据权利要求1所述的基于分子动力学的多层富勒烯单向压缩的模拟方法，其特征在于，在划定的区域利用晶格命令建立晶格并填充碳原子形成石墨烯，其中，晶格设置为：晶格常数基矢a₁(4.263,0,0)，a₂(0,2.461,0)，a₃(0,0,1.5)，基本原子位置为basis1(0,0,0)，basis2(0.333,0,0)，basis3(0.5,0.5,0)，basis4(0833,0.5,0)。

3.根据权利要求1所述的基于分子动力学的多层富勒烯单向压缩的模拟方法，其特征在于，所述势函数为AIREBO势函数，所述AIREBO势函数包括具有描述长程相互作用力的Lennard-Jones势函数与描述碳碳键合作用力的REBO的势函数。

4.根据权利要求1所述的基于分子动力学的多层富勒烯单向压缩的模拟方法，其特征在于，设定的系统弛豫与分子动力学模拟的参数包括等温等压系综控温条件、能量最小化、邻域列表。

5.根据权利要求1所述的基于分子动力学的多层富勒烯单向压缩的模拟方法，其特征在于，对石墨烯施加约束，使石墨烯成为不可变形的刚体作为夹板的具体方法为：使用fixrigid和fix move命令使石墨烯成为仅可上下移动不发生翻转的刚体夹板。