[發(fā)明專利]一種位錯(cuò)分叉原子結(jié)構(gòu)的建模方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811207326.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109388892A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂柏林;張藝程;蘇輝;吳敏;高學(xué)朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧石油化工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種位錯(cuò)分叉原子結(jié)構(gòu)的建模方法，其特征在于該方法在給定包含晶體模型的原子結(jié)構(gòu)信息的文件的前提下，使用編程語(yǔ)言提取晶體模型的原子結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)擬構(gòu)建位錯(cuò)分叉原子結(jié)構(gòu)的要求自動(dòng)計(jì)算出包含該要求的位錯(cuò)分叉原子結(jié)構(gòu)的晶體模型的原子坐標(biāo)，然后按分子動(dòng)力學(xué)軟件能識(shí)別的文件格式輸出文件，主要步驟如下：

步驟一：準(zhǔn)備包含晶體模型原子結(jié)構(gòu)信息的文件；

步驟二：使用編程語(yǔ)言提取上述文件中的原子結(jié)構(gòu)信息，將坐標(biāo)系原點(diǎn)移動(dòng)到擬構(gòu)建的位錯(cuò)的分叉點(diǎn)P(x_p y_p z_p)處；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，使x軸在第一條位錯(cuò)的滑移方向[u₁ v₁ w₁]上，y軸垂直于位錯(cuò)滑移面(h k l)，然后計(jì)算晶體模型內(nèi)所有原子在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；

步驟三：設(shè)位錯(cuò)周圍晶格扭曲明顯的區(qū)域在x和y方向的范圍為2b×2c，a為晶格常數(shù)，第三條位錯(cuò)的滑移方向?yàn)閇u₃ v₃ w₃]；本方法根據(jù)位錯(cuò)周圍原子分布的特點(diǎn)，提出兩次位移法；設(shè)在第一次位移中x方向的位移為q₁，y方向和z方向不發(fā)生位移，計(jì)算公式如下：

d₁=a(u₁²+v₁²+w₁²)^1/2；d₂=a(u₂²+v₂²+w₂²)^1/2，

當(dāng)z≤0時(shí)，x’=x，

當(dāng)z>0時(shí)，x’=x-z((u₁²+v₁²+w₁²)(u₃²+v₃²+w₃²)-(u₁u₃+v₁v₃+w₁w₃)²)^1/2/(u₁u₃+v₁v₃+w₁w₃)，

當(dāng)-b≤x’≤b且0≤y≤c時(shí)，q₁=-(1-y/c)d₁x’/(4b)，

當(dāng)x’>b且0≤y≤c時(shí)，q₁=-(1-y/c)d₁/4，

當(dāng)x’<-b且0≤y≤c時(shí)，q₁=(1-y/c)d₁/4，

當(dāng)y>c時(shí)，q₁=0，

當(dāng)-b≤x’≤b且-c≤y<0時(shí)，q₁=d₁/2+(1+y/c)d₁x’/(4b)，

當(dāng)x’>b且-c≤y<0時(shí)，q₁=d₁/2+(1+y/c)d₁/4，

當(dāng)x’<-b且-c≤y<0時(shí)，q₁=d₁/2-(1+y/c)d₁/4，

當(dāng)y<-c時(shí)，q₁=d₁/2；

步驟四：根據(jù)上面計(jì)算得到的每個(gè)原子的第一次位移值q₁，計(jì)算晶體模型內(nèi)所有原子第一次位移后的坐標(biāo)值；

步驟五：旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，使x軸在第二條位錯(cuò)的滑移方向[u₂ v₂ w₂]上，y軸垂直于位錯(cuò)滑移面(h k l)，然后計(jì)算晶體模型內(nèi)所有原子在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；

步驟六：進(jìn)行第二次位移計(jì)算，設(shè)在第二次位移中x方向的位移為q₂，y方向和z方向不發(fā)生位移，計(jì)算公式如下：

當(dāng)z≤0時(shí)，x’=x，

當(dāng)z>0時(shí)，x’=x+z((u₂²+v₂²+w₂²)(u₃²+v₃²+w₃²)-(u₂u₃+v₂v₃+w₂w₃)²)^1/2/(u₂u₃+v₂v₃+w₂w₃)，

當(dāng)-b≤x’≤b且0≤y≤c時(shí)，q₂=-(1-y/c)d₂x’/(4b)，

當(dāng)x’>b且0≤y≤c時(shí)，q₂=-(1-y/c)d₂/4，

當(dāng)x’<-b且0≤y≤c時(shí)，q₂=(1-y/c)d₂/4，

當(dāng)y>c時(shí)，q₂=0，

當(dāng)-b≤x’≤b且-c≤y<0時(shí)，q₂=d₂/2+(1+y/c)d₂x’/(4b)，

當(dāng)x’>b且-c≤y<0時(shí)，q₂=d₂/2+(1+y/c)d₂/4，

當(dāng)x’<-b且-c≤y<0時(shí)，q₂=d₂/2-(1+y/c)d₂/4，

當(dāng)y<-c時(shí)，q₂=d₂/2；

步驟七：根據(jù)上面計(jì)算得到的每個(gè)原子的第二次位移值q₂，計(jì)算晶體模型內(nèi)所有原子第二次位移后的坐標(biāo)值，由此在指定的位置構(gòu)建出相應(yīng)位向的位錯(cuò)分叉原子結(jié)構(gòu)；

步驟八：按照步驟二和步驟五的逆向移動(dòng)坐標(biāo)系，使坐標(biāo)系恢復(fù)成原來(lái)的位向；

步驟九：按分子動(dòng)力學(xué)軟件能識(shí)別的格式輸出數(shù)據(jù)到文件。