近年來,多尺度問題由于其廣闊的研究空間和豐富的科學內(nèi)涵引起了越來越多科研工作者的廣泛關(guān)注,已成為一個極具挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。多尺度現(xiàn)象在自然科學、生物科學、生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境、圖形處理、人類視覺、氣象科學、近代工業(yè)以及社會科學等諸多領(lǐng)域的科學研究中廣泛存在。在當下成熟的實驗環(huán)境和科學技術(shù)下,多尺度現(xiàn)象在宏觀物質(zhì)、介觀物質(zhì)以及微觀物質(zhì)中,在物理學、材料科學、化學、生物甚至是生命科學等交叉學科領(lǐng)域都得到了廣泛的運用。多尺度科學是一門跨學科科學,它主要研究不同空間或時間尺度相互耦合的現(xiàn)象,是復雜系統(tǒng)的重要分支。利用多尺度來研究非平衡態(tài)的動力學行為是軟物質(zhì)領(lǐng)域的研究熱點,特別是多尺度相互作用系統(tǒng)的動力學有序結(jié)構(gòu)的起源對于揭示生物系統(tǒng)的活性起源有重要的參考價值。本文第一章對多尺度現(xiàn)象和多尺度相互作用粒子系統(tǒng)進行了描述。多尺度科學及其在各領(lǐng)域里的應用等也包括于此。第二章綜述了具有競爭排斥+吸引相互作用粒子系統(tǒng)的動力學研究進展。首先,對具有競爭排斥+吸引相互作用的帶電粒子系統(tǒng)進行了描述。其次對具有競爭排斥+吸引相互作用的磁化粒子系統(tǒng)進行了描述。然后,利用朗之萬分子動力學,數(shù)值模擬了無序釘扎襯底上單層排斥磁... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國中原地區(qū)冬季溫度變化

多尺度相互作用粒子系統(tǒng)2圖1.2物質(zhì)空間尺寸的層次化、流動、最后凝固的過程的物理機制進行了模擬分析，最后在宏觀尺度上利用了有限元的方法對增材制造的全過程進行了熱力學模擬仿真的實現(xiàn)[2]�；谝陨隙喑叨鹊哪M仿真所得到的數(shù)據(jù)，閆文韜等人對于多尺度、多物理場這一過程提出了一種結(jié)構(gòu)一體化的增材制造的整體框架，完美實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的閉環(huán)控制[3,4]。在此種分類中，介于納米級和毫米級之間的介觀尺度的問題是最為困難，也是最值得人們進行更深層次研究的方向。尤其在凝聚態(tài)物理中應用最為廣泛。介觀體系表現(xiàn)的有微觀尺度的屬性特征，也有宏觀尺度的尺寸特征。介于經(jīng)典物理的宏觀尺度與量子物理的微觀尺度質(zhì)之間的介尺度物理在近年來科學研究中是一個新的領(lǐng)域，在微觀尺度中所觀察到的諸多物理現(xiàn)象具體呈現(xiàn)在宏觀尺度的研究中。因此，量子、經(jīng)典與統(tǒng)計物理在解決介觀尺度的問題中起著至關(guān)重要的作用。從單一尺度的研究到復雜系統(tǒng)的認識，介觀尺度問題已經(jīng)成為了當下科學界研究的熱點問題。對于微小器件的開發(fā)，介觀尺度問題的研究使其從微小到更小成為了可能，具體表現(xiàn)在電腦器件和手機晶片的最小化方面。介觀物理為量子器件的研究制作提供了廣闊的思路，為集成電路的更小化打下了堅實的理論基矗在客觀世界中，多尺度在圖文處理、視覺領(lǐng)域（包括人類視覺和計算機視覺）中得到了廣泛的應用，多尺度理論應用的最早的案例是在解決醫(yī)學醫(yī)療診斷方

多尺度相互作用粒子系統(tǒng)3面和識別光學字符的實際問題�？臻g尺度的研究在科學界的各個領(lǐng)域都有所涉及。時間尺度和空間尺度組成的跨尺度的時空多尺度的研究，更是使各界科學家們趨之若鶩。如圖1.3所示是經(jīng)典分子動力學的時間尺度和空間尺度的關(guān)系。圖1.3經(jīng)典分子動力學的時間和空間的尺度關(guān)系多尺度相互作用系統(tǒng)是一種復雜系統(tǒng)，是指在分子動力學系統(tǒng)中，運用不同長度尺度的相互作用勢函數(shù)對系統(tǒng)中的粒子產(chǎn)生競爭，從而發(fā)現(xiàn)一些物理現(xiàn)象與規(guī)律。其中活性系統(tǒng)是一種復雜系統(tǒng)，也是一種多尺度相互作用系統(tǒng)。在以往的研究中，大部分研究只注重單尺度相互作用（單相互作用勢）粒子系統(tǒng)的研究[5-9]。Reichhardt等人利用朗之萬分子動力學模擬了單尺度屏蔽庫侖相互作用粒子系統(tǒng)在正方形和三角形的二維周期性襯底上的有序化和熔化，發(fā)現(xiàn)并獲得多種類似于分子晶體的新穎膠體晶體態(tài)，Reichhardt等人稱之為膠體分子晶體[10]。他們也嘗試性研究了無序襯底上單尺度屏蔽庫侖相互作用粒子系統(tǒng)的動力學特性[11]。曹義剛等人[5]系統(tǒng)研究了無序釘扎襯底上單尺度屏蔽庫侖相互作用粒子系統(tǒng)的動力學特性，并首次考慮了溫度的影響，發(fā)現(xiàn)了在高驅(qū)動力下從運動近晶相到運動液體相的動態(tài)熔化轉(zhuǎn)變。近年來，多尺度相互作用粒子系統(tǒng)被廣泛研究，特別是單層雙尺度相互作用粒子系統(tǒng)的物理特性和物理規(guī)律等已經(jīng)成為了科研工作者們研究的熱點。例如，陳江星等人[12]對具有短程吸引+長程排斥的受驅(qū)動膠體系統(tǒng)進行了動力學研究，發(fā)現(xiàn)了團簇的生長-熔化過程。他們還在強外力作用下研究了釘扎中心密度和溫度的影響。曹停停等人[13]對無序釘扎襯底上單層磁化膠體粒子系統(tǒng)的脫釘特性進行了研究，發(fā)現(xiàn)在脫釘點以上存在運動生命島狀結(jié)構(gòu)，并指出膠粒之間的吸引

【參考文獻】：
期刊論文
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