相互作用|【2020年11期】醇类有机物热传导的分子动力学模拟及微观机理研究_Journal|机理|模拟|微观|温度|

醇类有机物热传导的分子动力学模拟及微观机理研究
刘万强，杨帆，袁华，张远达，易平贵，周虎
导热率是化工生产、传热和散热等领域亟需的热力学数据。但是液体导热机理缺乏可靠的理论模型和数学表达式，现有方法计算的热导率偏差较大，难于满足实际需求。
使用分子动力学方法对有机物热传导过程进行模拟，优点在于能够获得实验中难以探测的微观信息，例如原子水平的能量转移和途径等、便于获得原子间的相互作用、化学结构和振动模式等对热传导的贡献。
本文通过非平衡分子动力学方法模拟了8种液态醇类有机物在不同温度下的导热过程。通过对热流的分解发现，分子动能、分子间库仑相互作用和分子内的二面角对醇类有机物的热传导影响较大。同时随着分子链增长，通过分子内相互作用进行的热传导逐渐占主导作用，表明醇类有机物的热能传输机理与分子结构有显著关系。此外，随着温度的升高，通过分子的动能、分子间库仑作用和分子内键角、键伸缩作用项传输的热流增大，表明温度对液态醇类有机物的热传导也有一定影响。本工作从微观分子间和分子内作用分析了液态醇类有机物结构和温度对热导率的影响，为液态有机物的热传导研究提供了微观依据。

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图1 分子动力学模拟不同温度下醇类化合物导热率与
实验值的比较

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图2 醇类不同分子间作用对导热率的贡献
作者介绍

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第一作者：刘万强，男，副教授，博士，硕士生导师。主要从事热力学数据的挖掘、分子动力学模拟和量化计算等研究工作。近年来，先后主持了国家自然科学基金面上项目1项、湖南省教育厅、“理论有机化学与功能分子教育部重点实验室”课题等3项课题；在 Journal of Chemical Information and Modeling, Journal of Molecular Liquids, Chemical Engineering Journal, Journal of Chemical & Engineering Data, 化学学报, 化工学报, 高校化学工程学报等国内外学术期刊发表论文二十多篇。Email：wanqiangliu@hnust.edu.cn

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通讯作者：周虎，男， 1981年出生，博士，教授，博士生导师。主要从事功能高分子材料、有机-无机杂化材料、多功能纳米复合材料、特种功能涂料等方面的研究。先后主持国家自然科学基金项目3项，湖南省自然科学基金杰出青年、湖湘青年英才计划人选等省级项目4项，主持部队、国家高新技术企业等产学研课题10余项；在 J. MEMBRANE SCI .、 DESALINATION、 J. HAZARD MATER.等期刊发表学术论文50余篇；授权中国发明专利26项；获湖南省科技进步二等奖2项（排名第1）。Email：zhouhu2006@163.com
【相互作用|【2020年11期】醇类有机物热传导的分子动力学模拟及微观机理研究】

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相互作用|【2020年11期】醇类有机物热传导的分子动力学模拟及微观机理研究

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