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模擬化學反應

發布時間: 2021-08-06 05:22:28

❶ material studio可以模擬某一化學反應過程嗎

樓上所說的2種軟體主要是用來模擬流體的傳質傳熱的過程.化學反應只是其中可模擬的一類過程,而且僅僅是宏觀過程——機理清楚的化學反應放大到宏觀後的性質,對任何微觀的過程——分子層次上的化學反應的本質無能為力. 在微觀層面模擬分子的運動、化學鍵的斷裂和生成需要運用分子動力學方法(Molecular Dynamics).它以第一原理的量子力學方法和基於分子力學等的半經驗方法為基礎,直接考察分子原子間的相互作用和它們的運動過程中的各種性質. 針對不同的體系,有不同的軟體可以實現分子動力學的研究. 對材料或者表面的化學反應可以用Material Studio實現分子動力學模擬;對生物大分子的作用和反應,主要基於力場等分子力學方法研究它們之間的弱相互作用,Amber是最常用的軟體;最常用的量子化學軟體Gaussian中也提供了ADMP和BOMD兩種基於量子力學的分子動力學方法. 研究化學反應最好的分子動力學軟體我認為是CPMD(Car-Parrinello Molecular Dynamics).它以平面波形式處理波函數,同時利用了贗勢,在保證可靠性的同時減少了計算量.通過它在量子層次上模擬化學反應取得了很多成果.同時它也兼顧了半經驗和分子力學等各種水平的方法,能處理不同層次的體系也是它的優勢.

❷ 化學反應途徑數字模擬

在多相多組分化學反應途徑模擬平衡模型中,Reed和Spycher的模型(CHILLER)設計精巧,計算簡便,易於實現,適用性強,並成功地運用於地球化學的研究中(Li Zeqin et al.,1999;Lu C.et al.,1991;G.S.Plumlee et al.,1994a,1994b,1995;M.H.Reed 1983,1995;N.F.Spycher and M.H.Reed,1989)。

Reed和Spycher拚棄了Helgeson等人用反應進程的偏微分來描述體系的反應進程,從而在計算中避免了復雜的偏微分方程組求解,而是採用「滴定」法的方式,用質量作用方程和質量平衡方程來規定每一步反應的反應物和產物,實現了在計算機上做「實驗」,以數字模擬地球化學系統化學演化過程。

4.5.2.1 熱力學組分和次生物種

熱力學組分是用以表示多相多組分體系化學成分的一組組分,用離子,如H,Cl

,HS,Na,K,Al3+……等,以及SiO2和H2O等中性分子表示。這些組分也稱為組分物種,以Ni表示總的組分物種數。

次生物種,是存在於體系中除組分物種以外的其他溶解類型。Nj表示其物種數。

4.5.2.2 同時方程及其解

(1)質量作用方程

當一個給定成分的多相多組分體系處於平衡狀態時,可用質量作用方程和質量守恆方程加以定量地描述。

對於第j個次生物種,有質量作用方程:

地球化學原理與應用

對於體系中的第k個礦物或氣體相有質量作用方程:

地球化學原理與應用

式中:Kj為由組分物種來表示的次生物種的方程的平衡常數;mi和γi為組分物種的摩爾濃度和活度系數;mj和γj為次生物種的摩爾濃度和活度系數;Kk是與固相和氣相有關的平衡常數。若為純固相和氣相,則ak=1。

(2)質量守恆方程

對各熱力學組分,可以寫出下式的質量守恆方程:

地球化學原理與應用

將(4.27)式代入(4.29)式則有

地球化學原理與應用

這樣由式(4.28)和式(4.30)就構成一套Ni+Nk個獨立線性方程組,可求解出Ni-1個未知的熱力學組分的摩爾濃度(mi)和nw(溶劑水的質量)和Nk個未知的礦物的質量。然後由式(4.27)可求出Nj個未知次生物種的摩爾濃度(mj)。所求出的這套組分和礦物相,又可作為反應物,進行新的滴定,如溫度下降(或上升),壓力下降(或上升),加入一定量的反應岩石、礦物、水及溶液等,循環往復即可模擬所研究體系的所有可能的化學反應途徑。

❸ 計算機能模擬化學反應嗎

樓上所說的2種軟體主要是用來模擬流體的傳質傳熱的過程。化學反應只是其中可模擬的一類過程,而且僅僅是宏觀過程——機理清楚的化學反應放大到宏觀後的性質,對任何微觀的過程——分子層次上的化學反應的本質無能為力。
在微觀層面模擬分子的運動、化學鍵的斷裂和生成需要運用分子動力學方法(Molecular Dynamics)。它以第一原理的量子力學方法和基於分子力學等的半經驗方法為基礎,直接考察分子原子間的相互作用和它們的運動過程中的各種性質。
針對不同的體系,有不同的軟體可以實現分子動力學的研究。
對材料或者表面的化學反應可以用Material Studio實現分子動力學模擬;對生物大分子的作用和反應,主要基於力場等分子力學方法研究它們之間的弱相互作用,Amber是最常用的軟體;最常用的量子化學軟體Gaussian中也提供了ADMP和BOMD兩種基於量子力學的分子動力學方法。
研究化學反應最好的分子動力學軟體我認為是CPMD(Car-Parrinello Molecular Dynamics)。它以平面波形式處理波函數,同時利用了贗勢,在保證可靠性的同時減少了計算量。通過它在量子層次上模擬化學反應取得了很多成果。同時它也兼顧了半經驗和分子力學等各種水平的方法,能處理不同層次的體系也是它的優勢。

❹ 化學反應途徑模擬

質量平衡模擬給出了地下水流動途徑上兩點間所發生的化學反應及礦物的溶解(沉澱)量,但未對地下水及礦物成分的變化過程進行模擬。化學反應途徑模擬正好彌補了這種不足,在給定初始水的成分及一組不可逆化學反應的條件下,通過化學反應途徑模擬可以研究地下水和岩石的成分隨反應進程的變化。這里所說的反應進程可用進程變數來表達,它可以是化學反應中某一反應物的溶解量或某一產物的沉澱量;當化學反應動力學資料已知時,可用時間作為進程變數;同時,由於反應進程是地下水運移距離的函數,因此從起點算起的地下水運移距離也可作為進程變數。

與質量平衡模擬類似,化學反應途徑模擬中的一個重要問題就是確定系統中可能發生的化學反應及其組合。在地下水系統中,這些反應主要是圍岩中未達到飽和狀態礦物的緩慢溶解作用,或者是過飽和礦物的沉澱作用。當然,任何使溶液中組分質量發生了不可逆變化的物理和化學過程也應包括在模型之內。如果系統中同時發生了兩種或多種化學反應,則應確定每種反應的速率(相對速率)。它們在反應途徑模擬中通常被假定為常數,而且由於不知道反應相表面積的相對比例,且缺乏礦物—水反應的動力學資料,人們對地下水系統中化學反應的速率(相對速率)知之甚少。

在化學反應途徑模擬中,當系統中同時發生兩種或多種礦物溶解(沉澱)反應時,從起點到達終點的化學反應途徑通常無限多。在模擬中,需要根據實際條件選擇可能性和代表性較大的若干種途徑進行模擬。當然,很難保證根據初始水的成分及給定的反應途徑就能准確地預測出終點地下水的成分。要對地下水的化學成分進行准確的定量預測,需要已知化學反應動力學及地下水運動速度的詳細資料。

另一個模擬方法就是平衡物質轉移模擬(equilibrium mass transfer modeling),它可以說是化學反應途徑模擬的一個特例。在化學反應途徑模擬中,礦物的溶解和沉澱過程逐步進行,但在平衡物質轉移模擬中,則須使地下水與所選取的礦物達到溶解(沉澱)平衡狀態,以達到平衡狀態時的物質轉移量為基礎,再對地下水的化學成分進行模擬。事實上,這兩者相互影響,相間物質轉移會影響地下水的化學成分,地下水的化學成分反過來也會影響相間物質轉移,所以要使地下水與礦物之間達到平衡狀態,須經過迭代計算才能完成。平衡物質轉移模擬結果一方面給出了達到平衡狀態時地下水系統中的相間物質的轉移量,同時還給出了所形成水溶液的化學成分。

由於地下水系統中化學反應模擬的復雜性,化學反應途徑模擬通常都是使用專用軟體來完成。早期使用的模擬軟體主要有 PATHI(Helgeson,1968)、EQ6(Wolery,1979)、PHREEQE(Parkhurst等,1980)和SOLVEQ(Reed,1982)等。目前MINT-EQ(Felmy等,1983)和PHREEQC(Parkhurst等,1995)是較常用的軟體。

❺ fluent模擬可以模擬化學反應嗎謝謝!!!

可以
Fluent是目前國際上比較流行的商用CFD軟體包,在美國的市場佔有率為60%,凡是和流體、熱傳遞和化學反應等有關的工業均可使用。它具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前後處理功能,在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。

❻ 有沒有模擬化學反應的軟體

模擬化學實驗室|虛擬模擬化學實驗 V3.0 中文專業版

❼ 能否通過數據建模實現化學反應在電腦上的模擬呢

其實化學反應並不是放到一起後,原子的約束力不夠,而是人為的去削弱他們他們之間的約束力,使得他們原子或者分子相互之間重新結合,生成新的物質,在電腦上建模我覺得不現實,畢竟溫度,壓力這些有時候升高一度或是一帕,生成的物質就不一樣。

❽ 哪位大神應用FLUENT模擬化學反應有問題請教如何對一個模型內的可能發生的兩個化學反應進行模擬

我知道,但不告訴你

❾ 化學反應過程的模擬軟體都有哪些都有哪些功能

DWSIM 2.1Build 4534正式版(化學過程復反應模擬器)制
上化學課的時候都經歷過做實驗的事情吧,老師帶領學生們去實驗室中用各種器具做化學反應實驗,在電腦上面就用DWSIM 2.1Build化學過程反應模擬器來模擬實驗室的各種工具,可以達到一樣的效果。

❿ 計算機能模擬化學反應么

計算機能模擬化學反應

從某種意義上,能。 有計算化學、計算機化學等分支學科

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