二维Yukawa系统的动力响应模拟研究

发布时间：2025-05-20 04:29

　　通过分子动力学模拟,本论文对二维尘埃等离子体在多种外力作用下的动力学响应进行了系统的研究。已经完成的课题包括:外加强磁场对二维Yukawa液体黏度的调制、压缩冲击波下二维Yukawa系统的动力学机制、外加剪切下二维Yukawa晶格融化和能量传输等。首先,模拟了垂直强磁场下,液态二维尘埃等离子体的动力学行为。将模拟出强磁场下尘埃颗粒运动的速度和位置,代入Green-Kubo关系式,得出描述系统动量输运的黏度。结果显示,外加强磁场能增加低温二维Yukawa液体的黏度,但却会降低高温二维Yukawa液体的黏度。在中间温度区域,随着外加磁场的增强,系统的黏度先降低后升高。基于现有模拟数据,本文给出了磁场对系统黏度调制结果的相关原因,这部分结果为今后磁化尘埃等离子体的研究提供指导。其次,二维Yukawa系统的一侧边界以恒定速度挤压时,模拟发现压缩冲击波被激发出来。针对模拟出的压缩冲击波,先获得二维Yukawa系统的冲击雨贡纽曲线。再结合兰金-雨贡纽关系式,理论推导出二维Yukawa系统冲击波后压强和内能的解析式。这些解析式中,自变量或为冲击波后颗粒平均速度v、或为冲击波前沿速度D、或为压缩系数的倒...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２实验中拍摄到的的尘埃等离子体晶格［１２】

第一章绪论?二维Ｙｕｋａｗａ系统的动力响应模拟研究??１．２?Ｙｕｋａｗａ相互作用??由于自由电子和离子的屏蔽效应，尘埃颗粒之间的相互作用可以使用Ｙｕｋａｗａ??相互作用势来描述［１６］。Ｙｕｋａｗａ相互作用势是由库仑势（３／４７１６＃与反映电荷屏蔽效应??的衰减因子的乘积构成，....

图１．３尘埃等离子体冲击波实验的照片＿

第一章绪论?二维Ｙｕｋａｗａ系统的动力响应模拟研究??图１．３尘埃等离子体冲击波实验的照片＿。实验中通过在电线中施加短脉冲来激发出冲击??波。从图（ａ）?？?（ｄ）所对Ｈ的时；＇＂：二渐圪大，冲击波从左向右传播。可以看出在平面冲击波的作??用下，晶格逐渐融化。??１．４本文研究的....

图２．１周期性边界条件

二维Ｙｕｋａｗａ系统的动力响应模拟研究?第二章尘埃等离子体的模拟方法??拟中重要的近似方法之一，周期性边界条件旨在用有限尺寸大小的模拟盒子来描述??宏观的体系。本文随后的模拟工作中会采用周期性边界条件。??＂３??＠?⑩??Ｉ－一＾?Ａ５?６Ｉ－－Ｈ６???（４?＼ｌ－Ａｓ＼??....

图３．１不同磁场强度下，低温液态（ｒ二２００，ｆｃ?＝?２）尘埃等离子体的（ａ）剪切应力自相??关函数及（ｂ）其对时间的积分

二维Ｙｕｋａｗａ系统的动力响应模拟研宄?第三章外加磁场调制下二维Ｙｕｋａｗａ液体的黏度??３．３．１外加磁场对低温液体的影响??低温条件（ｒ?＝?２００，／ｃ＝?２）得到的剪切应力自相关函数（ＳＡＣＦ）的结果和其??对应的积分在图３．１中显示。从图３．１?（ａ）可知，随着外加磁场....

本文编号：4046849