低维纳米材料热输运性能的分子动力学模拟

推荐语

本书围绕分子动力学模拟方法计算热导率展开全面系统的讨论，主要贡献有以下三点：
（1）理解各种分子动力学模拟方法研究热输运性质的理论背景，探究这些方法不同理论背景下的近似条件，以及适用性和优缺点，有效结合这些方法为进一步深入研究复杂结构体系的热输运性能夯实基础。
（2）针对几种具有代表性的复杂结构，深挖热输运过程中因晶格振动引起的声子传输特性及相关物理机制。低维纳米材料是一个理想的理论研究平台，可为设计新型可控的热管理器件提供理论支持。
（3）探索机器学习势在热输运领域的具体应用。建立了针对声子输运性质的机器学习势训练方案，包括训练集的准备、机器学习势的训练以及声子相关特性的验证与评估。解决传统经验势可靠性差、势函数匮乏等分子动力学模拟卡脖子的问题。

本书系统介绍了低维纳米材料热输运性能的分子动力学模拟方法，及其在一些具有代表性的低维纳米材料中的应用，如碳纳米管、石墨烯、二维材料等。主要内容包括：低维纳米材料热输运性能及相关理论，分子动力学模拟的基础知识，分子动力学模拟热输运方法及应用，几种具有代表性的复杂结构的热输运性能，以及机器学习势在热输运领域的应用。

目录

1 绪论

1.1 低维纳米材料及其优异性能

1.2 低维纳米材料的热输运性能

1.3 低维纳米材料的热输运模拟

2 MD模拟及热导率计算方法

2.1 MD模拟基本理论

2.2 MD模拟基本流程

2.3 相互作用势函数

2.4 MD模拟计算热导率方法

2.5 基于GPU加速的高效MD模拟程序

3 热输运EMD模拟方法的应用发展

3.1 EMD模拟计算有限体系热导率的新应用

3.2 有限体系下来自EMD和NEMD完全等效的热导率模拟

3.3 本章小结

4 晶界、超晶格和具有范德华相互作用复杂结构的传热机理分析

4.1 石墨烯/h-BN异质结构界面的热输运性能

4.2 石墨烯晶界超晶格相干热输运性能的研究

4.3 C60封装CNTs热输运性能的研究

4.4 本章小结

5 基于机器学习势研究二维C—N材料的热输运性能

5.1 机器学习势与模拟方法

5.2 NEP势的训练

5.3 NEP势的评估

5.4 二维C—N超晶格中的热输运

5.5 本章小结

参考文献