分子模拟论文：gibbs系综蒙特卡罗相平衡力场乙烯醋酸

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1、分子模拟论文：Gibbs系综蒙特卡罗相平衡力场乙烯醋酸【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】在化工工业生产中，流体相平衡数据是重要的基础数据。相平衡数据的获得除了实验测定和半经验计算方法以外，分子模拟方法也已发展成为一条重要的获得途径。Gibbs系综蒙特卡罗方法（GEMC方法）因不考虑相界面，无需直接计算化学势，目前已发展成为一种较好的相平衡分子模拟计算方法。在此方法中，力场对模拟结果的准确性起到决定性

2、作用。乙烯-醋酸体系的汽液相平衡数据是醋酸乙烯生产过程中的重要参数，然而相关实验数据较匮乏。醋酸的缔合特性影响了乙烯-醋酸体系的汽液相平衡关系。本文采用GEMC方法，对乙烯-醋酸体系的二元汽液相平衡进行了计算，通过量子化学研究醋酸缔合模型，旨在获得可供参考的乙烯-醋酸体系汽液相平衡数据，并探索了缔合体系分子力场参数修正的方法。本文首先确定了适用于乙烯-醋酸体系的GEMC模拟参数。采用TraPPE-UA分子力场，计算了乙烯在醋酸中的溶解度。通过模拟结果与实验值的比较，验证了所采用的势能函数模型形式、

3、混合规则、分子模型和模拟参数等对所研究体系的适用性。TraPPE-UA力场对醋酸分子的描述未能体现其缔合特性，采用TraPPE-UA力场计算的溶解度数值与实验值相比存在一定偏差。本文采用量子化学方法，分别构建了醋酸二聚体模型和三维探测粒子模型，并对模型进行了分子间能量的计算。采用Lennerd-Jones12-6势能函数对分子间能量进行参数拟合，通过拟合得到的势能函数参数构建力场参数，对TraPPE-UA分子力场进行了两次修正。通过将模拟结果与实验值对比发现，使用两种修正的力场所得到的模拟结果均优

4、于原始TraPPE-UA力场，表明两种模型修正后的力场均能更好的描述乙烯-醋酸体系的热力学特性，从而得到更为准确的汽液相平衡数据。本文对醋酸二聚体模型和三维探测粒子模型进行了比较，后者的模拟结果更优，与实验值的相对偏差约为12%。在此基础上，采用原始TraPPE-UA力场和两种修正后的力场分别预测了乙烯-醋酸体系在P=101.325kPa，T=285-395K时的汽液相平衡数据。【关键词】分子模拟；Gibbs系综；蒙特卡罗；相平衡；力场；乙烯；醋酸；【篇名】乙烯—醋酸体系汽液相平衡的Gibbs系综

5、蒙特卡罗模拟研究【目录】乙烯—醋酸体系汽液相平衡的Gibbs系综蒙特卡罗模拟研究摘要3-4ABSTRACT4-5第一章文献综述9-211.1分子模拟9-151.1.1分子模拟的分类9-101.1.2分子模拟方法研究相平衡概述10-131.1.3分子力学力场13-151.2Gibbs系综蒙特卡罗方法模拟相平衡进展15-181.2.1纯物质161.2.2混合物16-181.3模拟体系18-191.4研究目的及意义19-21第二章分子模拟的基本理论21-382.1统计热力学基础21-242.2蒙特卡罗模

6、拟24-332.2.1蒙特卡罗原理24-252.2.2马尔科夫链25-262.2.3随机过程262.2.4Metropolis算法26-312.2.5Gibbs系综蒙特卡罗（GEMC）312.2.6构型偏倚蒙特卡罗（CBMC）31-332.3量子化学模拟33-352.3.1密度泛函公式总能量表达式33-342.3.2量化主要研究内容34-352.4分子力学力场35-372.4.1力场中的坐标与距离35-362.4.2力场中的经验势函数362.4.3TraPPE-UA力场36-372.5分子模拟软件

7、37-382.5.1Dmol~3372.5.2MCCCSTowhee37-38第三章TraPPE-UA力场下乙烯—醋酸体系的GEMC模拟38-593.1分子模型及其参数38-443.1.1乙烯38-413.1.2醋酸41-443.2模拟细节44-553.2.1周期性边界条件与粒子数45-463.2.2初始构型46-483.2.3对比单位48-493.2.4能量计算及近似49-503.2.5统计误差和块平均50-513.2.6循环与阶段51-533.2.7运动概率53-553.3模拟结果55-583

8、.4小结58-59第四章使用醋酸二聚体模型进行力场参数修正及GEMC模拟59-754.1醋酸缔合与氢键59-604.2醋酸二聚体模型的建立60-624.3醋酸二聚体能量的计算62-664.4使用醋酸二聚体进行Lennerd-Jones12-6势能函数系数的拟合66-694.5使用拟合后参数建立修正TraPPE-UA力场69-704.6使用修正后TraPPE-UA力场进行GEMC模拟70-734.7小结73-75第五章使用三维探测粒子模型进行力场参数修正及GEMC模拟75-895.1