粗粒化

摘要： 连续体-颗粒耦合方法常用来描述连续-非连续颗粒行为或解决颗粒材料与其他可变形构件间相互作用问题。粗粒化coarse-graining(CG)是基于统计力学的均匀化方法,由离散的颗粒运动定义连续的宏观物理场。本文利用粗粒化(CG)推导有限元-离散元(FEM-DEM)表面和体积耦合的一般性表达式。对于表面耦合,CG可以将耦合力分布到颗粒-单元接触点以外的位置,如相邻的积分点;对于体积耦合,CG可以将颗粒尺度的运动均匀化到耦合单元上。由粗粒化推导出的耦合项仅包含一个参数,即粗粒化宽度,为均匀化后的宏观场定义了一个可调整的空间尺度。当粗粒化宽度为零时,表面和体积耦合表达式简化为常规局部耦合。本文通过弹性立方体冲击颗粒床和离散-连续介质间波传播两个数值算例,展示使用粗粒化方法提高耦合系统能量守恒的优势,并结合其他耦合参数(如体积耦合深度)讨论了粗粒化参数对数值稳定性和计算效率的影响。

摘要： 计算效率是制约工程尺度大规模颗粒系统离散元计算发展的重要因素,现有的粗粒化处理方法局限于特定应用并且缺少一般的理论依据。本文采用量纲分析方法,描述了在精确缩尺系统中各物理量应当满足的缩放定律;通过在粗粒化系统和原始系统的代表性体积单元之间建立质量、动量和能量的近似守恒关系,采用多尺度的描述方法得到了粗粒化系统与原始系统之间宏观和细观两种不同尺度的缩放关系,即双尺度粗粒化模型;精确缩尺系统中得到的缩放定律及离散元接触模型处理方法,完全适用于粗粒化系统中细观颗粒层面相关物理量的缩放,通过筒仓侧壁压力和休止角两个算例对精确缩尺模型在粗粒化系统中的有效性进行了验证。

摘要： 粗粒化模型通过简化原子性质以及原子间的相互作用实现生物大分子长时间尺度的分子动力学模拟.深度学习通过模拟人类的认知过程实现海量数据的准确分类和回归过程.本论文将这两种技术进行融合,利用基于深度学习的粗粒化分子动力学模拟技术研究分子在不同状态之间的变化过程,并提出基于TorchMD的分子动力学模拟的分析框架.在本工作中,MFDP聚类算法被用于在三维的CV变量空间中进行聚类,并确定分子的若干主要状态,在完成聚类的同时,给出各类中的代表分子构象,并给出类之间的分子构象.这为后续利用String算法分析分子在不同状态间的转换路径打下基础.通过String算法,迭代搜索得到分子在不同状态之间的变化路径以及对应的势能变化曲线.通过与已有文献的结果进行对比,验证了基于TorchMD的粗粒化分子动力学模拟的理论框架可以在相对较短的时间尺度里研究分子的变化过程.

摘要： 人体在吸入纳米颗粒时肺部的第一道生物屏障是肺表面活性剂(lung surfactant,LS),吸入的纳米颗粒可以到达肺部深处,从而干扰肺部的生物物理性能.目前关于金纳米粒子与LS单层的相互作用的机制研究及金纳米粒子对肺部功能的影响尚不清楚.本文使用粗粒化的分子动力学方法,研究了金纳米粒子与LS单层膜在纳米尺度上的相互作用,观察到金纳米粒子的存在使得单层膜的结构变形,改变了膜的生物物理性能,并且不同形状的纳米粒子对单层膜的影响也不相同.这些发现有助于识别空气中的纳米粒子对肺部的潜在影响.

摘要： 基于Martini力场采用粗粒化分子动力学模拟研究了Pluronic嵌段共聚合物在疏水纳米表面自组装膜结构,考察了Pluronic嵌段共聚合物结构对自组装单分子膜结构的影响.模拟结果发现Pluronic聚合物在疏水纳米表面自组装形成了以纳米材料为核,聚合物为壳的特殊核-壳结构.聚合物的浓度和结构都会影响该壳层结构,在浓度较低时,聚合物EO嵌段卷曲地附着在疏水纳米颗粒表面,类似形成层状的壳层结构;随着浓度的提高,EO嵌段伸向溶剂相,形成星形自组装膜结构.增加Pluronic共聚物相对分子质量,吸附在纳米材料的聚合物壳层厚度也逐渐增加.随着聚合物PO摩尔的增加,吸附在纳米材料表面的PO嵌段由"S"形或"W"形吸附逐渐变成"U"形吸附.这可能因为随着聚合物浓度的提高,有限的纳米颗粒表面不足以提供足够多的吸附位点导致聚合物吸附构型转变.

摘要： 散装化学品作业种类多,产生的洗舱废水水质复杂,采用"粗粒化隔油-芬顿氧化-UASB-好氧-臭氧活性炭滤池"组合工艺处理,出水水质可达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的三级标准,满足园区接管要求.

摘要： 从苏集沙漠东南起沿北侧环绕沙漠进行了调查并采集土壤分析样品,测定了土壤不同粒径级颗粒的含量.结果表明:流动沙丘0～ 20 cm土层100～ 150 μm和150～200 μm粒径级土壤颗粒平均含量为19.11％和32.49％,200～ 500 μm范围5个粒径级的土壤颗粒总含量为41.40％.固定沙地0～20 cm土层100～150μm和150～ 200 μm粒径级土壤颗粒平均含量为39.29％和28.23％,200～500 μm范围5个粒径级的土壤颗粒总含量为8.55％.半固定沙地0～20 cm土层100～ 150 μm和150～ 200 μm粒径级土壤颗粒平均含量为38.51％和35.46％,200～500 μm范围5个粒径级的土壤颗粒总含量为22.37％.小叶锦鸡儿灌丛0～20cm、20 ～ 40 cm土层100～150 μm粒径级的土壤颗粒含量比流动沙地分别增加12.12个百分点和8.55个百分点.白刺灌丛沙堆不同土层深度100～150 μm和150 ～200μm粒径级土壤颗粒平均含量为36.53％和34.21％,2～ 50 μm和50～ 100 μm粒径级的土壤颗粒平均含量分别为1.41％和6.51％.随着沙质土壤沙化程度的加剧,土壤颗粒粗粒化现象明显,而灌丛沙堆不仅能够改善土壤颗粒物特征,而且具有良好的固沙效果.

摘要： GROMACS是一款被广泛采用的分子动力学模拟软件.本文从扩展力场出发,使之适用于粗粒化系统的模拟,从而能使用GROMACS标准工具生成拓扑,构建分子系统.同时使用粗粒化的MARTINI势能对两个分子系统进行模拟和验证.最后给出了GROMACS单位到更一般粗粒化系统的映射方法.本文采用的方法对将GROMACS扩展到实际的非生物分子体系也有重要的借鉴作用.

摘要： 本文对聚乙烯粗粒化模拟势能的构造进行了探讨。文章所模拟的体系为30条由96个单体组成的聚乙烯链，采用Dreiding力场，周期性边界条件，正则系综(NVT)进行MD模拟，得到16个碳原子作为一个粗粒化粒子的相邻粒子的径向分布函数。

摘要： 自然的神奇之处是可以把简单的基元(如小分子)通过多层次的自组装创造出具有复杂结构的超分子聚合物,并具有特定功能.生物体系的组装是最有效的组装过程,是学习自然、理解生命、创造新物质最好的范例,而生命体系的组装由于其复杂性涉及多学科交叉,目前尚无行之有效的方法,亟需建立和发展新方法认识自组装的本质与规律、揭示自组装体的结构与功能关系.本项目的预期研究目标是以脂筏介导的跨膜信号传递为研究对象,发展和完善基于全原子微观描述的粗粒化的动力学方法,来模拟构成细胞膜的甘油磷脂和神经节苷脂GM1的自组装过程,研究病毒信号跨膜传递的微观机制,为研究生物分子组装提供一种较为普适、有效的粗粒化模拟方法.

摘要： 蛋白质和多肽一方面可以组装为具有细胞毒性的淀粉样聚集体,另一方面也可以组装为在生物纳米材料方面具有潜在应用的纳米结构,但由于组装过程的复杂性,组装体结构的原子细节和组装的微观机制并不清楚.本年度主要通过粗粒化和全原子分子动力学模拟方法,研究了阿兹海默氏症相关tau蛋白的K18/19片段和hβ(16-22)片段、糖尿病相关的人胰岛淀粉样多肽hIAPP(11-25)片段、以及氨基酸序列长度不同的FF和FFF的自组装,同时还研究了碳基纳米颗粒对淀粉样短肽自组装的影响,研究结果在J Phys Chem Lett,Nanoscale,和Biomacromolecules等国际SCI期刊发表.

摘要： 本文在深入研究固——液、液——液旋流分离技术的基础上,提出了集固——液——液旋流分离技术、过滤分离技术、粗粒化分离技术、重力分离技术于一体的综合固—液—液分离技术,研制了固——液——液分离装置,以处理各种储运油设备在液力清洗过程中产生的固—油—水混合物,处理后的水含油浓度小于10mg/1,可以就地排放或循环利用,该装置非常适用于使用空间受限及要求要求机动性好的场合.

摘要： 该文概述了采用纺连法工艺研制丙纶吸油毡的必要性，对吸油材质的选择和工艺路的确定及关键技术进行了分析，阐述了油毡的粗粒化过程。同时对纺连丙纶吸油毡的性能和特点以及开发应用作了叙述。

摘要： 陆地石油开采工业产生大量的废水,对周边的生态环境造成很大的破坏,采油废水的处理方法越来越受到重视。本文在分析采油废水水质特点的基础上,总结了国内外采油废水处理的物理、化学及生化方法及其特点,并根据发展现状预测了未来处理采油废水方法的发展趋势。

摘要： 陆地石油开采工业产生大量的废水,对周边的生态环境造成很大的破坏,采油废水的处理方法越来越受到重视。本文在分析采油废水水质特点的基础上,总结了国内外采油废水处理的物理、化学及生化方法及其特点,并根据发展现状预测了未来处理采油废水方法的发展趋势。

摘要： 陆地石油开采工业产生大量的废水,对周边的生态环境造成很大的破坏,采油废水的处理方法越来越受到重视。本文在分析采油废水水质特点的基础上,总结了国内外采油废水处理的物理、化学及生化方法及其特点,并根据发展现状预测了未来处理采油废水方法的发展趋势。

摘要： 陆地石油开采工业产生大量的废水,对周边的生态环境造成很大的破坏,采油废水的处理方法越来越受到重视。本文在分析采油废水水质特点的基础上,总结了国内外采油废水处理的物理、化学及生化方法及其特点,并根据发展现状预测了未来处理采油废水方法的发展趋势。

摘要： 陆地石油开采工业产生大量的废水,对周边的生态环境造成很大的破坏,采油废水的处理方法越来越受到重视。本文在分析采油废水水质特点的基础上,总结了国内外采油废水处理的物理、化学及生化方法及其特点,并根据发展现状预测了未来处理采油废水方法的发展趋势。

摘要： 本发明提供了种子丸粒化包衣制备方法及丸粒化种子、丸粒化粉‑杀虫剂‑丸粒化粉包裹结构的应用。本发明在种子的外表面依次包覆丸粒化粉、杀虫剂、丸粒化粉，所述丸粒化粉中包括水杨酸。通过添加适量的杀虫剂与适量的丸粒化粉混合对种子进行包裹，使制备得到的丸粒化种子中，药剂的添加量适中，有利于在种子萌发和幼苗生长阶段消除虫害的影响；同时，通过添加适量重量的丸粒化粉进行包裹，使包裹得到的药剂紧实，不会脱落，能够进一步地防治各作物的虫害，并降低幼苗后期预防虫害的难度和次数。

摘要： 本发明公开了粗粒土动力湿化试验技术领域的一种粗粒土动力湿化试验装置，包括电机、三轴围压室、透水石和用于检测实验的得到实验结果的检测设备，检测设备固定设置在透水石底端，透水石固定设置在三轴围压室中央下内壁，包括带有橡胶膜的压力桶，压力桶下端固定设置在透水石上端，压力桶上端接触连接有装载环板，装载环板上端环绕其轴线环形阵列开设有径向的燕尾滑槽，燕尾滑槽内滑动设置有梯形滑块；本发明有效解决了现有的粗粒土动力湿化三轴试验装置，由于需要进行压制，同时在压制的同时还要向粗粒土中注入水，从而导致了压制动作结束后的粗粒土内部紧实，使得在实验结束后对于压力桶内部不好清理的问题。

摘要： 本发明公开了一种静动荷载下煤矸石路基粗粒料可视化试验装置，包括工作台，工作台顶端从左至右依次设置有计算机数据采集系统、试验机控制系统和试验装置，试验机控制系统分别与计算机数据采集系统和试验装置电性连接，试验装置上设置有非接触式全场变形测量系统和可视化试验机构，非接触式全场变形测量系统与可视化试验机构对应设置，可视化试验机构上设置有若干摄像机放置架，摄像机放置架上设置有高速摄像机，工作台底端四角均设置有支撑腿，支撑腿底端设置有移动轮。本发明实现了静、动荷载下煤矸石路基粗粒料的可视化试验过程，过程清晰可见，同时装置结构简单，成本较低，可以模拟各种情况，降低了试验成本，提高了试验效率。

摘要： 本发明涉及支化高分子粗粒化模拟技术领域，提供一种支化高分子纠缠处理方法及粗粒化模拟方法，所述支化高分子纠缠处理方法包括：步骤100，建立支化高分子构象初始样本；步骤200，更新粗粒化粒子之间相互作用对列表；步骤300，确定支化高分子粗粒化模拟过程中，相互作用对列表里链与链之间产生的物理缠结点；步骤400，初步判断物理缠结点的位置；步骤500，对相互作用的粗粒化粒子之间相互作用势的路径进行更新；步骤600，确定物理缠结点的最终位置。本发明能够有效地模拟具有多个缠结的支化高分子熔体的运动过程。

摘要： 本发明提出一种通用力场棒状纳米颗粒粗粒化模型及其建立方法，属于纳米化学计算技术领域；具体是将模型分为了中心珠子簇以及外层柱壳形珠子，排布在两端的最外层珠子为半球形球壳，排布在中间段的最外层珠子为圆柱形壳体排列；在所使用力场中定义两类型珠子，将摩尔质量、势作用参数进行赋值，在中心珠子簇以及最外层珠子的连接上采用键连接，以保证进行分子动力学模拟时可以不变形，不坍缩，保持整体性质不变；整个粗粒化模型只有最外层珠子以及中心珠子簇，大大减少了珠子的数量，可以在保证分子动力学计算的准确性同时大大的降低计算量，提高了计算的速度，避免了算力的浪费。

摘要： 本发明属于分子动力学模拟领域，具体涉及一种构建任意分辨率粗粒化模型的方法。具体包括：一种可由用户任意定义分辨率的粗粒化模型；该粗粒化模型由成键粒子和非键粒子构成；该粗粒化模型中各粒子的键联关系方式；该粗粒化模型中各粒子参数的拟合方法；该粗粒化模型与全原子模型映射关系的拟合方法。本发明为用户提供一种可以根据模拟需求自定义粗粒化模型分辨率的方法，以便用户自主调节模拟精度与效率的关系。此模型模拟效率比全原子模型快至少100倍，且保证了相对较高的模拟精度。本发明主要适用于研究分子识别、组装的动力学过程及其机理，在生命科学、生物制药等领域具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开一种采用粗粒化耗散粒子动力学研究缠结聚乙烯熔体流变学性质的模型构建方法。包括：a)使用联合原子分子动力学模拟方法，对聚乙烯熔体进行模拟，得出原子尺度下的体系构象信息；b)按照特定的粗粒化模型映射方案，对步骤a)中得的构象进行映射，并分析映射后的粗粒化体系的键长、键角分布函数和非键接粒子对的径向分布函数；c)对步骤b)中得到的粗粒化体系的键长、键角分布函数和非键接粒子对的径向分布函数进行迭代波尔兹曼变换，进行粗粒化力场下的耗散粒子动力学模拟，得到粗粒后聚乙烯的力场参数。本发明以链长为120个碳原子数的聚乙烯熔体为例，通过上述步骤，得到与原子分子动力学模拟十分相近的流变学性质。

摘要： 本发明涉及一种包含扭转行为的碳纳米管粗粒化势函数构建方法。其包括如下步骤：步骤1、提供碳纳米管，并确定所提供碳纳米管的能量‑应变曲线；步骤2、构建上述碳纳米管的粗粒化扭转模型，其中，构建碳纳米管的粗粒化扭转模型时，将上述碳纳米管映射为一维的粗粒化模型，映射得到粗粒化模型后，在每个粗粒上设置一无质量的虚原子；步骤3、建立碳纳米管的粗粒化扭转模型的扭转势函数，并将所建立的扭转势函数拟合步骤1中的能量‑应变曲线，以在拟合后，确定所建立的所述扭转势函数。本发明实现对碳纳米管纤维力学行为的粗粒化分子动力学模拟，在降低计算复杂度的情况下，提高计算的可操作性与精度。

摘要： 一种多尺度粗粒化建模方法及分子动力学模拟方法，该建模方法包括将由多个单体键合而成的生物大分子按照结构特征划分为多个结构区域；对所述多个结构区域进行不同精度的粗粒化建模，分别得到与多个所述结构区域对应的多个粗粒化模型，所述多个粗粒化模型包括以单个或多个球体表征相互作用位点的相互作用模型；将与多个所述结构区域对应的多个所述粗粒化模型以弹簧键链接，共同组成所述生物大分子的多尺度粗粒化模型。本发明基于该多尺度粗粒化模型进行大规模分子动力学模拟，可比全原子分子动力学或单体层次粗粒化模型的分子动力学提高数倍至数百倍的模拟效率，能够实现对大规模统计行为更大时间和空间尺度的模拟。

摘要： 本发明公开一种采用变力场分子动力学方法实现缠结粗粒化高分子熔体平衡模型构建的方法，构建能够快速平衡缠结粗粒化高分子熔体的体系的模型方法。包括：直接采用标准分子动力学模拟短链长体系作为参考体系，计算链的Kuhn长度l