[发明专利]一种基于气固非均相反应微观模型分子生成轨迹追踪方法

权利要求书

1.一种基于气固非均相反应微观模型分子生成轨迹追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：从分子动力学数值模拟软件中导出所有原子的轨迹文件，包括所有原子的坐标信息和编号，以及分子产物文件，包括分子种类和分子数量信息；

S2：基于导出的分子产物文件，确定待追踪分子的生成时刻和各生成时刻待追踪分子的数量；

S3：根据导出的所有原子的轨迹文件，确定组成待追踪分子的各原子的编号；

S4：将导出的所有原子的轨迹文件和确定的组成待追踪分子的各原子的编号输入可视化软件，在可视化软件中将待追踪分子标为高亮，通过拖动时间轴，观测待追踪分子的生成轨迹。

2.如权利要求1所述的基于气固非均相反应微观模型分子生成轨迹追踪方法，其特征在于，步骤S2，基于导出的分子产物文件，确定待追踪分子的生成时刻和各生成时刻待追踪分子的数量，具体包括：

将导出的分子产物文件以字符串形式导入matlab，以空格与跳格作为间隔符，形成一个字符串类型的二维数组A；遍历二维数组A中的字符串，当二维数组A中的字符串与待追踪分子的化学式一致时，设与待追踪分子的化学式一致的字符串在二维数组A中的位置为(x，y)，则输出二维数组A中位置为(x，1)的数据作为待追踪分子的生成时刻，输出二维数组A中位置为(x，y-1)的数据作为各生成时刻待追踪分子的数量。

3.如权利要求1所述的基于气固非均相反应微观模型分子生成轨迹追踪方法，其特征在于，步骤S3，根据导出的所有原子的轨迹文件，确定组成待追踪分子的各原子的编号，具体包括：

从导出的所有原子的轨迹文件中提取出待追踪分子的生成时刻所有原子的坐标信息；将提取出的待追踪分子的生成时刻所有原子的坐标信息以字符串形式导入matlab，以空格与跳格作为间隔符，形成一个字符串类型的二维数组B，包含9列数据，第一列是原子编号，第二列是原子类别编号，第三四五列是原子坐标信息；根据待追踪分子的结构确定待追踪分子中原子的寻找顺序，按照寻找顺序将待追踪分子中的各原子编号为原子1、原子2…；遍历二维数组B中的第二列数据，若第i行的第二列数据与原子1的原子类别编号一致，则将第i行的第一列数据存储到变量a中，识别出待追踪分子中的原子1；遍历二维数组B中的第二列数据，找到与原子2的原子类别编号一致的第j行，i≠j，根据第i行和第j行的第三四五列数据计算两个原子间的距离，若计算的两个原子间的距离小于或等于两个原子的键长，则将第j行的第一列数据存储到变量b中，识别出待追踪分子中的原子2；以此类推，识别出待追踪分子中的所有原子；若识别出的原子的数量与组成待追踪分子的原子的数量一致，则识别准确，确定存储在变量a、变量b…中的数据分别为待追踪分子中原子1、原子2…的编号，并输出变量a、变量b…。

4.如权利要求3所述的基于气固非均相反应微观模型分子生成轨迹追踪方法，其特征在于，待追踪分子为水分子，通过原子类别识别出所有氧原子，根据提取出的坐标信息计算氧原子和与氧原子键连接的原子间的距离，若计算的两个原子间的距离小于或等于则与氧原子键连接的原子为氢原子；待识别出水分子中的所有原子后，若识别出的原子的数量为3，则确定为水分子。

5.如权利要求1所述的基于气固非均相反应微观模型分子生成轨迹追踪方法，其特征在于，步骤S4，将导出的所有原子的轨迹文件和确定的组成待追踪分子的各原子的编号输入可视化软件，在可视化软件中将待追踪分子标为高亮，通过拖动时间轴，观测待追踪分子的生成轨迹，具体包括：

打开可视化软件ovito，通过LoadFile将所有原子的轨迹文件导入可视化软件ovito；点击Addmodification下拉框，选择Expressionselection进入原子选择界面；Operateon下拉框选择Particles，在Booleanexpression框中输入ParticleIdentifier＝＝a||ParticleIdentifier＝＝b…，其中变量a、变量b…为原子编号，在可视化软件ovito中确定待追踪分子；点击Addmodification下拉框，选择Invertselection将除待追踪分子的各原子外的其他所有原子选中，并取消选中待追踪分子；点击Addmodification下拉框，选择Clearselection将选中的其他所有原子删除，可视化界面中只留下待追踪分子，拖动时间轴观察待追踪分子的运动轨迹和由于化学反应导致的键的断裂、生成过程。