反應(yīng)分子動力學(xué)（ReaxFF MD）是一種極具潛力可應(yīng)用于模擬較大規(guī)模分子體系（>10,000個原子）化學(xué)反應(yīng)的新方法。大規(guī)模ReaxFF MD模擬得到的原子軌跡和鍵級信息中蘊含著復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)信息,人工分析機理并不現(xiàn)實。作者課題組開發(fā)的國際上首個反應(yīng)分子動力學(xué)分析與可視化工具VARxMD,可從模擬結(jié)果中自動獲取物種信息和詳細的化學(xué)反應(yīng)列表,并實現(xiàn)了基于子結(jié)構(gòu)等特征對反應(yīng)物種及其參與的反應(yīng)進行自動分類。本工作在此基礎(chǔ)上,進一步擴展了對指定起始反應(yīng)物與目標產(chǎn)物之間的所有反應(yīng)路徑進行搜索,進而自動構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的功能。論文主要包括以下內(nèi)容:（1）針對ReaxFF MD模擬結(jié)果提出基于VARxMD分析得到的反應(yīng)列表和基于原子自動識別反應(yīng)路徑的兩種策略。基于VARxMD分析得到的反應(yīng)列表的構(gòu)建策略需基于完整的反應(yīng)列表且搜索目標的設(shè)定單一。相較之下,基于原子的反應(yīng)路徑搜索和反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建策略可支持多對象搜索、且搜索得到的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)更加完整。（2）設(shè)計并實現(xiàn)了三種反應(yīng)路徑搜索方式,分別為僅指定起始反應(yīng)物向前搜索其消耗路徑、僅指定目標產(chǎn)物向后搜索其生成路徑和同時指定起始反應(yīng)物和目標產(chǎn)物搜索兩者之... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．４?ＶＡＲｘＭＤ的化學(xué)反應(yīng)列表及其對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)索弓丨表示例??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ａｎ?ｅｘａｍｐｌｅ?ｏｆ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｌｉｓｔ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｒｅ?

若僅指定反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的起點或者終點，即指定ｍｏｌｓ?（ｍｏｌｓ為起始反應(yīng)物分子??集合或者目標產(chǎn)物分子集合），則可進行向前搜索或向后搜索的反應(yīng)路徑遍歷。??圖３．６展示了向前搜索或向后搜索ＲｅａｘＦＦ?ＭＤ模擬體系中一組分子集合之間反??應(yīng)路徑算法的偽代碼

圖３．１４?Ｑｔ的視圖框架１５２１??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１４?Ｓｃｈｅｍｅ?ｆｏｒ?Ｑｔ?ｖｉｅｗｅｒ１５２１??圖３．１５展示了本論文采用Ｑｔ的視圖框架進行ＲｅａｘＦＦ?ＭＤ模擬分析獲得的??化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進行可視化顯示程序中的類繼承關(guān)系，本工作定義的新類包括化學(xué)??反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)類ｎｅｔｗｏｒｋ，反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)包含的節(jié)點類（Ｎｏｄｅ）和邊類（Ｅｄｇｅ），在圖３．１５??中以黃色的矩形表不。為了利用Ｑｔ的視圖框架，ｎｅｗｏｒｋ繼承自ＱＧｒａｐｈｉｃｓＶｉｅｗ，??反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)包含的節(jié)點（Ｎｏｄｅ）和邊（Ｅｄｇｅ）均繼承自ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ，可以顯不??在任意視圖窗口中。據(jù)Ｑｔ的官方說明手冊［４２］，此視圖框架可以處理數(shù)個到數(shù)萬??個項，并允許用戶單擊、拖動和選取項，在Ｇｒａｐｈｉｃｓ?Ｖｉｅｗ框架中，通過二元空??間劃分樹（Ｂｉｎａｒｙ?Ｓｐａｃｅ?Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＢＳＰ）提供快速的圖元查找，能夠?qū)崟r地

【參考文獻】：
期刊論文
[1]CL-20熱分解反應(yīng)機理的ReaxF F分子動力學(xué)模擬（英文）[J]. 任春醒,李曉霞,郭力.  物理化學(xué)學(xué)報. 2018(10)
[2]RP-3高溫氧化初始階段反應(yīng)機理的ReaxFF MD模擬[J]. 劉曉龍,李曉霞,韓嵩,喬顯杰,鐘北京,郭力.  物理化學(xué)學(xué)報. 2016(06)
[3]ReaxFF MD模擬的物種和化學(xué)反應(yīng)自動分類及可視化[J]. 韓君易,李曉霞,郭力,鄭默,喬顯杰,劉曉龍,高明杰,張婷婷,韓嵩.  計算機與應(yīng)用化學(xué). 2015(05)
[4]反應(yīng)分子動力學(xué)（ReaxFF MD）模擬結(jié)果分析工具VARxMD[J]. 劉健,李曉霞,郭力,鄭默,韓君易,袁小龍,聶峰光,劉曉龍.  計算機與應(yīng)用化學(xué). 2014(06)



本文編號：3627773