[发明专利]一种非平衡分子动力学模拟计算分子扩散系数的方法

权利要求书

1.一种非平衡分子动力学模拟计算分子扩散系数的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，计算包含组份1与组份2两种组份的混合物中组分1在高浓度区与低浓度区的摩尔浓度c_h与c_l；

步骤2，计算组分1在时间t内通过某一截面E的净分子数目N；

步骤3，通过以下公式计算组分1的扩散系数D，

式中，N为通过截面E的净分子数目；L为高浓度区与低浓度区之间的距离；N_A为阿伏伽德罗常数；A为截面E的横截面积；t为统计时间；c_h与c_l分别表示组分1在高浓度区与低浓度区的摩尔浓度；

所述步骤1的具体步骤如下：

将系统沿扩散方向依次划分为低浓度区、扩散区、高浓度区、扩散区、低浓度区共5个区域，高浓度区与低浓度区的体积分别表示为V_h与V_l ，

所述截面E位于扩散区，在模拟初始时刻，将组分1与组分2等数量的放置于模拟盒子内；

模拟过程实施包括以下步骤：

1）每隔t₁时间间隔，在高浓度区内随机选取一个组分2的分子，在低浓度区内随机选取一个组分1的分子，交换两分子位置，而各自保持速度不变；

2）待系统达到稳态后，统计t时间间隔内，组分1在高浓度区与低浓度区的平均分子数目N_h与N_l，则组分1在高浓度区与低浓度区的浓度可由以下两式计算：

所述步骤2的具体步骤如下：

系统达到稳态后，统计t时间间隔内，组分1与组分2分子位置交换的次数N_c，则时间t内，通过某一截面E的净分子数目N=N_c/2。