气体分子动力学直径如何定义?有效直径呢?两者区别在哪?

如题所述

动力学直径又称气体动力学当量直径。表述粒子运动的一种“假想”粒度。斯托伯(W.Stober)把它定义为:单位密度(ρ0=1g/cm3)的球体,在静止空气中作低雷诺数运动时,达到与实际粒子相同的最终沉降速度(Vs)时的直径。也就是将实际的颗粒粒径换成具有相同空气动力学特性的等效直径(或等当量直径)。由于通常不能测得实际颗粒的粒径和密度,而空气动力学直径则可直接由动力学的方法测量求得,这样可使具有不同形状、密度、光学与电学性质的颗粒粒径有了统一的量度。大气颗粒物(或气溶胶粒子)的粒径(直径或半径),均应指空气动力直径。在标准状况下,粒子在空气中的气体动力学直径为0.5μm,比重为2时,其真实直径只有0.34μm,而比重为0.5时,却为0.74μm。追问

这个答案对粒子动力学直径进行了很好的解释。
分子的直径是不是和粒子的直径有区别呢?
首先分子不是规则的球形,其次分子一直在做无规则运动,再则分子实在是太小,无法实际测量。
所以,分子的直径有两种表示方法,其一就是动力学直径,其二就是有效直径。
现今动力学直径一般根据分子特性计算得出,平均直径大概就是根据标准条件下单位分子占据的空间尺寸得出。
是不是可以从这两个方面来回答这个问题呢?

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2017-02-25
入门阶段,首先你要知道你想做什么,最好是找个看起来不太难的文章照着把里面的模拟自己重复一遍。因为全原子模拟大都是用一些软件来进行的,因此你首先需要的是学会一些软件的使用,常用的生物分子模拟软件包括:Gromacs、Amber 和 NAMD 等等,材料有关的模拟还有 Lammps 等软件。学这些东西的时候首先主要是要知道模拟的基本流程以及实现的方法,包括怎样搭建模拟的体系、各种文件格式的转换、系综与盒子的选择、水及离子、能量极小化等等,等到模拟的轨迹出来怎样对数据进行处理,等到之后还可以学习软件里面的一些插件,例如一些加速采样的方法等等。

自己学一种语言的话,在初期,做 MD 比较重要的是脚本语言,包括 Shell 脚本或者其它你自己喜欢的脚本。因为最终你还是不太可能完全在自己的电脑上跑程序的,所以要有一个你自己用得比较熟的、能对大规模的数据进行处理的语言,我觉得 Python 是很适合的,而且里面的 Prody,Matplotlib 等等各种包都非常好用。

入门之后,如果希望自己通过一些量子化学的计算结果去调整和修改现有的力场,那么需要能看懂其他人的代码,这种时候很可能会需要能读懂 Fortran 的代码。如果自己喜欢做一些简化模型自己弄着玩,用 Python 之类的写起来是简单,但是效率太低,还是需要会一点点 C 或者 C++,当然语言只是一方面,更重要的是自己要结合实际的体系做一些最简单的优化。

相比起书籍来,还可以关注一些做模拟的学术们聚集的论坛和社区,例如:小木虫、分子模拟论坛、ResearchGate 等等。

参考书的话,其实有很多,不过还是要看你自己需要哪方面的内容:
分子模拟方面的经典书籍:Understanding molecular simulation: From algorithms to applications 和 Molecular Modelling - Principles and Applications ,两本书的侧重点有些不同。

中文书籍:《分子模拟的理论与实践》《计算化学——从理论化学到分子模拟》中的部分章节;

偏统计和计算物理方面:Statistical Mechanics: Algorithms and Computations。

气体分子动力学直径如何定义?有效直径呢?两者区别在哪?
两者的区别在于,动力学直径更多地强调分子的运动特性,而有效直径则侧重于颗粒在空气动力学中的行为。在实际应用中,有效直径更常用于描述和比较不同颗粒的空气动力学特性,因为它提供了一个统一的量度标准,使得不同特性的颗粒能够进行比较。

气体分子动力学直径如何定义?有效直径呢?两者区别在哪?
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