[發明專利]一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法

有效

• 申請號: 202010564152.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111783350B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 徐光霽;馬濤;曹心原;丁非凡;傅子建;張鈺欽
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06T17/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

1.一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在Materials Studio軟件中新建一個3D Atomistic文檔，根據瀝青各組分分子式繪制分子，獲得瀝青組分三維分子結構；

2)在COMPASSⅡ力場中，利用Materials Studio軟件Modules模塊中的Amorphous cell功能構建瀝青分子模型；

3)對步驟2)構建的瀝青分子模型先進行正則系綜平衡，再進行等溫等壓系綜動力學模擬，隨后進行正則系綜動力學模擬，得到處理后的瀝青分子模型，使該處理后的瀝青分子模型達到穩定狀態以供分析；

4)將處理后的瀝青分子模型中的瀝青質、膠質和油分三個組分各分子的質心分別定義為三個組，利用Modules模塊中的Forcite功能的Analysis計算得到徑向分布函數g(r)，徑向分布函數g(r)的公式如下：

式中r為距參考原子的距離，ρ為系統的密度，N為處理后的瀝青分子模型距參考原子半徑為r的球體內粒子的數目；

5)對步驟4)得到的徑向分布函數g(r)進行平滑處理，平滑處理機理是用一個點附近區域步長內所有點的平均值代替原先值，平滑處理后函數值P(i)公式如下：

式中，P(j)為平滑處理前數值，B為平滑處理窗口，單位：nm，n為每步計算采樣點數，Δx為采樣間隔，單位：nm；

6)將步驟5)平滑處理后的數據導出，在origin中用Savitzky-Golay方法進行二次處理；

7)將步驟4)得到的r為0.8-2nm瀝青質-膠質徑向分布函數之和∑g(r)_A-R與r為0.8-2nm瀝青質-油分徑向分布函數之和∑g(r)_A-S的比值作為描述瀝青分子聚集狀態的依據。

2.根據權利要求1所述的一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法，其特征在于：步驟1)所述瀝青中油分采用直鏈模型C₂₂H₄₆，膠質采用模型1,7-二甲基萘，瀝青質采用Artok的模型C₆₃H₅₀S₂。

3.根據權利要求1所述的一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法，其特征在于：步驟2)中，具體為對構建的模型先進行200～500ps的正則系綜平衡，再進行200～500ps的等溫等壓系綜動力學模擬，隨后進行300～500ps的正則系綜動力學模擬，使系統達到穩定狀態以供分析。

4.根據權利要求1所述的一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法，其特征在于：步驟3)所述構造過程采用COMPASSⅡ力場；動力學模擬采用Nose-Hoover恒溫器和Andersen恒壓器控制溫度和壓力。

5.根據權利要求1所述的一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法，其特征在于：步驟4)中徑向分布函數包括瀝青質、油分、膠質、瀝青質-油分、瀝青質-膠質的質心徑向分布函數。

6.根據權利要求1所述的一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法，其特征在于：步驟5)中的平滑處理由Matlab軟件實現，平滑處理窗口B大小為10，即0.2nm。

7.根據權利要求1所述的一種瀝青納觀聚集狀態的表征方法，其特征在于：步驟6)中的在origin中用Savitzky-Golay方法進行二次處理的窗口大小分別為：瀝青質40、油分20、膠質20。