原子动力学蒙特卡洛程序OpenKMC在反应堆压力容器钢缺陷损伤研究中的优化与应用

将具有体心立方结构的Fe-Cu二元合金作为RPV模型材料,分别采用基于Pair势和嵌入原子势(EAM)的动力学蒙特卡洛方法,以引入空位点缺陷的方式模拟了热时效下系统中富铜团簇的析出过程。同时对程序实现了计算优化,并验证了算法的正确性与有效性。利用高性能计算资源对优化后的程序进行了性能分析。数值实验结果表明,通过引入一定数量的空位点缺陷,体系内可以同时析出富铜团簇和铜-空位复合体团簇,并且这种复合体团簇更易成为体系内尺寸最大的团簇。增加体系内的空位数量可以加快沉淀的析出过程。另外,增加空位数量不会对体系总的团簇数量密度产生显著影响,但是能够促进团簇粗化,使其成长为尺寸更大的沉淀。     

电子辐照高纯铁电阻率回复的团簇动力学模拟

电阻率回复实验是研究材料辐照损伤机理的有效手段,可表征材料中辐照缺陷数量的变化。本文基于平均场速率理论开发了模拟辐照缺陷演化的团簇动力学程序,模拟了高纯铁经3MeV电子辐照至2.0×10-6 dpa后等时时效过程的缺陷演化过程,并与电阻率回复实验结果进行了对比。模拟结果表明,辐照缺陷数量随温度升高的演化过程与电阻率的变化趋势吻合得很好,电阻率回复的峰值分别对应于间隙原子、间隙原子团簇、空位团簇等缺陷的数量变化。该方法对于研究材料辐照损伤机理具有重要意义。     

MD与KMC的耦合模拟研究与实现

材料辐照损伤是当前材料领域和计算机领域研究的热点之一。分子动力学（MD）和动力学蒙特卡罗（KMC）耦合模拟是材料辐照损伤模拟中常用的方法。MD和KMC模拟体系中的原子类型、变量种类以及数据表示形式都不同,如何实现两个体系间数据的传输,是耦合模拟中的一个重要问题。为了解决这一问题,该文设计并开发了一个中间程序,提出了识别系统中原子类型的最短距离（SD）算法,通过计算原子位置与标准网格点之间的距离,来判断系统中的间隙原子、空位和正常原子。最后通过实验验证了该方法,MD及KMC耦合模拟的正确性和有效性。     

基于Py-GC/MS的葵花秆热解产物组成结构研究

采用热解-气质联用仪(Py-GC/MS)研究了葵花秆热解产物组成与热解温度的关系。通过加入内标物(1,3,5-三叔丁基苯)对热解产物进行了定性和定量分析。结果表明:当热解温度为300~400℃时,热解产物分布较宽,低沸点产物较少,主要为高沸点产物;热解温度为500~700℃时,主要以低沸点热解产物为主,高沸点产物较少。初步鉴定了40多种化合物,热解产物除CO2外,主要有酚、酮、酯、醛、醇、酸、芳香类和杂环类等,其中,酚类化合物最多,其次为芳烃类物质,杂环类物质最少。热解温度和热解时间是影响热解产物分布的主要因素。