基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供了一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，包括以下步骤：1)初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数；2)原子定义，即定义原子的拓扑信息；3)设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等；4)运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理；5)结果后处理过程与分析。该方法能够检测多液滴间的耦合特性对液滴撞击过程中液滴的流动特征与铺展特性。

A method for measuring the characteristics of the flat solid surface impacted by two nano droplets at the same time based on lammps software

【技术实现步骤摘要】
基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法
本专利技术涉及纳米润湿
，特别是涉及基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法。
技术介绍
液滴撞壁现象一直是基础研究和工程应用领域的焦点，涵盖纳米-微观-介观-宏观等各个尺度领域。在纳微米尺度上，分子间作用力起着重要的作用，引起不同于宏观尺度下流体的行为和性质。随着微纳米技术的发展，对纳微米液滴在表面或界面的变形与流动的物理力学研究日益突出。在自然界中液滴的撞击多为多液滴间的撞击，例如雨滴撞击挡风玻璃，农药喷撒在植物表面等，这也会存在纳米领域内。在纳微尺度本领域上液滴撞击的数值模拟亦存在极大的挑战性，液滴的界面行为以及界面性质更加突出，接触角变化直接由壁面与液体分子之间的相互作用决定。目前，对液滴撞击的测试和试验多简化为单液滴撞击，而忽略了多液滴间的耦合特性对液滴撞击过程中液滴的流动特征与铺展特性的影响，进而影响了测试结果。
技术实现思路
为了补充现有纳米润湿领域的内容，本专利技术提供了一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，该方法能够检测多液滴间的耦合特性对液滴撞击过程中液滴的流动特征与铺展特性。本专利技术提供了一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，该方法于lammps软件中进行，包括以下步骤：1)初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数：1.模拟体系的所有物理量设置单位；2.定义模拟中粒子的类型；3.设置模拟盒子的边界条件；4.定义了相互作用力场类型；2)原子定义，即定义原子的拓扑信息：1.用原子类型构建模型晶格结构；2.在指定的区域内创建一个模拟的盒子；3.在所创建的模拟的盒子中填充某种原子，初始化体构型；3)设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等：1.设定力场系数；2.设定模拟参数；3.设定模拟的时间步长；4.定义对部分原子或者对系综的操作；5.输出选项；4)运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理：进行能量最小化处理，可以有效避免体系能量发散，使得计算中断；5)结果后处理过程与分析：通过改变模拟参数，可以观察不同属性液滴在不同属性固体表面的撞击结果。所述步骤3)中力场系数是指描述分子体系相互作用的势函数组，包括成键相互作用和非键相互作用或长程相互作用和近程相互作用；通常分子力场包括势函数形式与参数集两个部分，不同的力场的函数形式可能不一样，或者函数形式一样但力场参数不一样。所述步骤3)中的模拟参数是指两原子之间在若在截断距离之外的对相互作用就可以忽略不计，这就是截断近似，目的是为了减少计算时间；一个好的模拟参数能够用最优的模拟参数确保好的计算精度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：实现了双液滴径向并列同时撞击平坦壁面的流动行为演化；探究了多液滴间的耦合特性对液滴撞击过程中液滴的流动特征与铺展特性的影响；为控制纳液滴连续撞击壁面后的润湿性能提供了帮助。附图说明图1为分子动力学模拟流程图；图2为不同撞击速度下纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的演化过程。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。本专利技术提出了一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法。首先进行初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数；然后进行原子定义，即定义原子的拓扑信息；其次设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等；接着运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理；最后进行结果后处理过程与分析，实现了双液滴径向并列同时撞击平坦壁面的流动行为演化。本专利技术的一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法的分子动力学技术流程如图1所示，具体地涉及创建原子之前设置所需要定义的参数、定义原子的拓扑信息、设置力场系数、设置模拟参数、设置输出选项、设置约束、设置能量最小化处理以及结果后处理过程与分析，最佳实施方式如下：一、初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数：1.模拟体系的所有物理量设置单位；2.定义模拟中粒子的类型；3.设置模拟盒子的边界条件；4.定义了相互作用力场类型；二、原子定义，即定义原子的拓扑信息：1.用原子类型构建模型晶格结构；2.在指定的区域内创建一个模拟的盒子；3.在所创建的模拟的盒子中填充某种原子，初始化体构型；三、设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等：1.设定力场系数；2.设定模拟参数；3.设定模拟的时间步长；4.定义对部分原子或者对系综的操作；5.输出选项；四、运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理：进行能量最小化处理，可以有效避免体系能量发散，使得计算中断；五、结果后处理过程与分析：通过改变模拟参数，可以观察不同属性液滴在不同属性固体表面的撞击结果。本专利技术提供的计算程序lammps软件，首先进行初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数；然后进行原子定义，即定义原子的拓扑信息；其次设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等；接着运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理；最后进行结果后处理过程与分析，具体实施如下：1)初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数：echoscreen#显示在屏幕上unitsrealdimension3boundaryppp#周期性边界条件atom_stylefull#原子类型设定bond_styleharmonicangle_styleharmonic2)原子定义，即定义原子的拓扑信息：regionboxblock-180180-160160-8060unitsbox#模拟几何区域create_box3boxbond/types1angle/types1extra/bond/per/atom2extra/angle/per/atom1extra/special/per/atom2#创建模拟几何盒子moleculetip4mol.dataregionw11sphere-450040unitsboxregionw12sphere450040unitsboxregionaublock-170170-150150-70-55unitsboxlatticebcc3.915#水的模拟晶格，满足密度create_atoms0regionw11moltip45123unitsboxlatticebcc3.915crea本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，其特征在于，该方法于lammps软件中进行，包含如下步骤：/n1)初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数：/n模拟体系的所有物理量设置单位；/n定义模拟中粒子的类型；/n设置模拟盒子的边界条件；/n定义了相互作用力场类型；/n2)原子定义，即定义原子的拓扑信息：/n用原子类型构建模型晶格结构；/n在指定的区域内创建一个模拟的盒子；/n在所创建的模拟的盒子中填充某种原子，初始化体构型；/n3)设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等：/n设定力场系数；/n设定模拟参数；/n设定模拟的时间步长；/n定义对部分原子或者对系综的操作；/n输出选项；/n4)运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理：进行能量最小化处理，可以有效避免体系能量发散，使得计算中断；/n5)结果后处理过程与分析：通过改变模拟参数，可以观察不同属性液滴在不同属性固体表面的撞击结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于lammps软件的纳米双液滴同时撞击平坦固体表面的特性测试方法，其特征在于，该方法于lammps软件中进行，包含如下步骤：
1)初始化，即在创建原子之前设置所需要定义的参数：
模拟体系的所有物理量设置单位；
定义模拟中粒子的类型；
设置模拟盒子的边界条件；
定义了相互作用力场类型；
2)原子定义，即定义原子的拓扑信息：
用原子类型构建模型晶格结构；
在指定的区域内创建一个模拟的盒子；
在所创建的模拟的盒子中填充某种原子，初始化体构型；
3)设置，即可指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项、约束等：
设定力场系数；
设定模拟参数；
设定模拟的时间步长；
定义对部分原子或者对系综的操作；
输出选项；
4)运行仿真，一般执行程序之前需要将体系进行能量最小化处理：进行能量最小化处理，可以有效避免体系能量发散，使得计算中断；
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹宗军，苏蓉，丁正龙，李标，王清清，
申请(专利权)人：安徽信息工程学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34