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模拟化学反应

发布时间: 2021-08-06 05:22:28

❶ material studio可以模拟某一化学反应过程吗

楼上所说的2种软件主要是用来模拟流体的传质传热的过程.化学反应只是其中可模拟的一类过程,而且仅仅是宏观过程——机理清楚的化学反应放大到宏观后的性质,对任何微观的过程——分子层次上的化学反应的本质无能为力. 在微观层面模拟分子的运动、化学键的断裂和生成需要运用分子动力学方法(Molecular Dynamics).它以第一原理的量子力学方法和基于分子力学等的半经验方法为基础,直接考察分子原子间的相互作用和它们的运动过程中的各种性质. 针对不同的体系,有不同的软件可以实现分子动力学的研究. 对材料或者表面的化学反应可以用Material Studio实现分子动力学模拟;对生物大分子的作用和反应,主要基于力场等分子力学方法研究它们之间的弱相互作用,Amber是最常用的软件;最常用的量子化学软件Gaussian中也提供了ADMP和BOMD两种基于量子力学的分子动力学方法. 研究化学反应最好的分子动力学软件我认为是CPMD(Car-Parrinello Molecular Dynamics).它以平面波形式处理波函数,同时利用了赝势,在保证可靠性的同时减少了计算量.通过它在量子层次上模拟化学反应取得了很多成果.同时它也兼顾了半经验和分子力学等各种水平的方法,能处理不同层次的体系也是它的优势.

❷ 化学反应途径数字模拟

在多相多组分化学反应途径模拟平衡模型中,Reed和Spycher的模型(CHILLER)设计精巧,计算简便,易于实现,适用性强,并成功地运用于地球化学的研究中(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拚弃了Helgeson等人用反应进程的偏微分来描述体系的反应进程,从而在计算中避免了复杂的偏微分方程组求解,而是采用“滴定”法的方式,用质量作用方程和质量平衡方程来规定每一步反应的反应物和产物,实现了在计算机上做“实验”,以数字模拟地球化学系统化学演化过程。

4.5.2.1 热力学组分和次生物种

热力学组分是用以表示多相多组分体系化学成分的一组组分,用离子,如H,Cl

,HS,Na,K,Al3+……等,以及SiO2和H2O等中性分子表示。这些组分也称为组分物种,以Ni表示总的组分物种数。

次生物种,是存在于体系中除组分物种以外的其他溶解类型。Nj表示其物种数。

4.5.2.2 同时方程及其解

(1)质量作用方程

当一个给定成分的多相多组分体系处于平衡状态时,可用质量作用方程和质量守恒方程加以定量地描述。

对于第j个次生物种,有质量作用方程:

地球化学原理与应用

对于体系中的第k个矿物或气体相有质量作用方程:

地球化学原理与应用

式中:Kj为由组分物种来表示的次生物种的方程的平衡常数;mi和γi为组分物种的摩尔浓度和活度系数;mj和γj为次生物种的摩尔浓度和活度系数;Kk是与固相和气相有关的平衡常数。若为纯固相和气相,则ak=1。

(2)质量守恒方程

对各热力学组分,可以写出下式的质量守恒方程:

地球化学原理与应用

将(4.27)式代入(4.29)式则有

地球化学原理与应用

这样由式(4.28)和式(4.30)就构成一套Ni+Nk个独立线性方程组,可求解出Ni-1个未知的热力学组分的摩尔浓度(mi)和nw(溶剂水的质量)和Nk个未知的矿物的质量。然后由式(4.27)可求出Nj个未知次生物种的摩尔浓度(mj)。所求出的这套组分和矿物相,又可作为反应物,进行新的滴定,如温度下降(或上升),压力下降(或上升),加入一定量的反应岩石、矿物、水及溶液等,循环往复即可模拟所研究体系的所有可能的化学反应途径。

❸ 计算机能模拟化学反应吗

楼上所说的2种软件主要是用来模拟流体的传质传热的过程。化学反应只是其中可模拟的一类过程,而且仅仅是宏观过程——机理清楚的化学反应放大到宏观后的性质,对任何微观的过程——分子层次上的化学反应的本质无能为力。
在微观层面模拟分子的运动、化学键的断裂和生成需要运用分子动力学方法(Molecular Dynamics)。它以第一原理的量子力学方法和基于分子力学等的半经验方法为基础,直接考察分子原子间的相互作用和它们的运动过程中的各种性质。
针对不同的体系,有不同的软件可以实现分子动力学的研究。
对材料或者表面的化学反应可以用Material Studio实现分子动力学模拟;对生物大分子的作用和反应,主要基于力场等分子力学方法研究它们之间的弱相互作用,Amber是最常用的软件;最常用的量子化学软件Gaussian中也提供了ADMP和BOMD两种基于量子力学的分子动力学方法。
研究化学反应最好的分子动力学软件我认为是CPMD(Car-Parrinello Molecular Dynamics)。它以平面波形式处理波函数,同时利用了赝势,在保证可靠性的同时减少了计算量。通过它在量子层次上模拟化学反应取得了很多成果。同时它也兼顾了半经验和分子力学等各种水平的方法,能处理不同层次的体系也是它的优势。

❹ 化学反应途径模拟

质量平衡模拟给出了地下水流动途径上两点间所发生的化学反应及矿物的溶解(沉淀)量,但未对地下水及矿物成分的变化过程进行模拟。化学反应途径模拟正好弥补了这种不足,在给定初始水的成分及一组不可逆化学反应的条件下,通过化学反应途径模拟可以研究地下水和岩石的成分随反应进程的变化。这里所说的反应进程可用进程变量来表达,它可以是化学反应中某一反应物的溶解量或某一产物的沉淀量;当化学反应动力学资料已知时,可用时间作为进程变量;同时,由于反应进程是地下水运移距离的函数,因此从起点算起的地下水运移距离也可作为进程变量。

与质量平衡模拟类似,化学反应途径模拟中的一个重要问题就是确定系统中可能发生的化学反应及其组合。在地下水系统中,这些反应主要是围岩中未达到饱和状态矿物的缓慢溶解作用,或者是过饱和矿物的沉淀作用。当然,任何使溶液中组分质量发生了不可逆变化的物理和化学过程也应包括在模型之内。如果系统中同时发生了两种或多种化学反应,则应确定每种反应的速率(相对速率)。它们在反应途径模拟中通常被假定为常数,而且由于不知道反应相表面积的相对比例,且缺乏矿物—水反应的动力学资料,人们对地下水系统中化学反应的速率(相对速率)知之甚少。

在化学反应途径模拟中,当系统中同时发生两种或多种矿物溶解(沉淀)反应时,从起点到达终点的化学反应途径通常无限多。在模拟中,需要根据实际条件选择可能性和代表性较大的若干种途径进行模拟。当然,很难保证根据初始水的成分及给定的反应途径就能准确地预测出终点地下水的成分。要对地下水的化学成分进行准确的定量预测,需要已知化学反应动力学及地下水运动速度的详细资料。

另一个模拟方法就是平衡物质转移模拟(equilibrium mass transfer modeling),它可以说是化学反应途径模拟的一个特例。在化学反应途径模拟中,矿物的溶解和沉淀过程逐步进行,但在平衡物质转移模拟中,则须使地下水与所选取的矿物达到溶解(沉淀)平衡状态,以达到平衡状态时的物质转移量为基础,再对地下水的化学成分进行模拟。事实上,这两者相互影响,相间物质转移会影响地下水的化学成分,地下水的化学成分反过来也会影响相间物质转移,所以要使地下水与矿物之间达到平衡状态,须经过迭代计算才能完成。平衡物质转移模拟结果一方面给出了达到平衡状态时地下水系统中的相间物质的转移量,同时还给出了所形成水溶液的化学成分。

由于地下水系统中化学反应模拟的复杂性,化学反应途径模拟通常都是使用专用软件来完成。早期使用的模拟软件主要有 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)是较常用的软件。

❺ fluent模拟可以模拟化学反应吗谢谢!!!

可以
Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%,凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。

❻ 有没有模拟化学反应的软件

仿真化学实验室|虚拟仿真化学实验 V3.0 中文专业版

❼ 能否通过数据建模实现化学反应在电脑上的模拟呢

其实化学反应并不是放到一起后,原子的约束力不够,而是人为的去削弱他们他们之间的约束力,使得他们原子或者分子相互之间重新结合,生成新的物质,在电脑上建模我觉得不现实,毕竟温度,压力这些有时候升高一度或是一帕,生成的物质就不一样。

❽ 哪位大神应用FLUENT模拟化学反应有问题请教如何对一个模型内的可能发生的两个化学反应进行模拟

我知道,但不告诉你

❾ 化学反应过程的仿真软件都有哪些都有哪些功能

DWSIM 2.1Build 4534正式版(化学过程复反应模拟器)制
上化学课的时候都经历过做实验的事情吧,老师带领学生们去实验室中用各种器具做化学反应实验,在电脑上面就用DWSIM 2.1Build化学过程反应模拟器来模拟实验室的各种工具,可以达到一样的效果。

❿ 计算机能模拟化学反应么

计算机能模拟化学反应

从某种意义上,能。 有计算化学、计算机化学等分支学科

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