(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111675163.6 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 华侨大学 地址 362000 福建省泉州市丰泽区城东城 华北路269号 (72)发明人 姜峰　林佳明　徐西鹏　吴跃勤　 田子歌　胡中伟　 (74)专利代理 机构 厦门市首创君 合专利事务所 有限公司 3 5204 代理人 张松亭 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 各向异性单晶材料分子动力学模型建立方 法 (57)摘要 本发明公开了各向异性单晶材料分子动力 学模型建立方法， 包括： 获取各向异性单晶材料 的晶体结构数据文献， 数据文献包括晶体的空间 群代号及晶胞参数； 分析该晶体结构 的周期性； 确定该单晶材料分子动力学模型的模拟参数； 根 据分子动力学模拟的边界条件以及晶胞的周期 性， 确定模型的边界参数值； 通过LAMMPS软件建 立该各项异性的单晶材料的分子动力学模型。 它 能产生如下技术效果： 能准确获得稳定的分子动 力学仿真模 型， 为扩大分子动力学仿真技术的应 用面提供了可靠的建模 方法， 对分子动力学在各 向异性材料的研究应用上具有重要意义， 仿真效 果好， 准确率高。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114065553 A 2022.02.18 CN 114065553 A 1.各向异性单晶材 料分子动力学模型建立方法， 其特 征在于： 包括： 第一步， 获取各向异性单晶材 料的晶体结构的空间群代号及晶胞参数； 第二步， 分析该晶体结构的周期性； 第三步， 确定该 单晶材料分子动力学模型的模拟参数； 第四步， 根据分子动力学模拟的边界条件以及晶胞的周期性， 确定模型的边界参数值； 第五步， 依据边界参数值建立该 各项异性的单晶材 料的分子动力学模型。 2.根据权利要求1所述的各向异性单晶材料分子动力学模型建立方法， 其特征在于： 第 二步中， 分析晶体结构的周期性是指： 根据晶体结构特点， 确定其在某个晶体学方向上的周 期性特征以获X模 型。 3.根据权利要求1所述的各向异性单晶材料分子动力学模型建立方法， 其特征在于： 第 三步中， 确定该单晶材料分子动力学模 型的模拟参数， 模拟参数包括模型三 维尺寸、 边界条 件和粒子类型。 4.根据权利要求1所述的各向异性单晶材料分子动力学模型建立方法， 其特征在于： 第 四步中， 确定边界参数值是指， 根据模拟的边界条件和晶格的周期性特征确定模拟体系的 三维边界坐标， 该边界条件分为固定边界条件、 自由边界条件和周期性 边界条件； 当边界条件为固定边界条件和自由边界条件时， 在保持模型边界处于周期性的前提 下， 体系边界大小X体系与模型边界大小X模 型关系为： X体系≥X模 型； 当边界条件为周期性边界条件时， 在 保持模型边界处于周期性的前提下， 体系边界X模型 与模型边界X模型的大小应该相差一个单位的晶面间距 a， 体系的边界参数值X体系应为： X体系＝ X模 型+a。 5.根据权利要求1所述的各向异性单晶材料分子动力学模型建立方法， 其特征在于： 晶 胞参数包括晶格常数和晶格点阵参数。 6.根据权利要求1所述的各向异性单晶材料分子动力学模型建立方法， 其特征在于： 各 向异性单晶材 料分子为单晶氧化铝； 第一步中 ， 获取单晶氧化铝的空间群代号为167 ： 晶胞参数为 α ＝β ＝90 °， γ＝120 °； 第二步中， 在x[10 ‑10]上周期性为每6列原子为 一个周期， 长度为 晶面距ax为 在y[‑12‑10]晶向上同样为每6列原子为一个周期， 长度为 晶面距ay 为 在z[0001]晶向上每18列原子为一个周期， 长度为 晶面距az为 第三步中， 确定的模拟参数包括： 模拟维度为三维， 块体模型的三维尺寸为在三个方向 上分别建立1个周期的大小； 建立以单晶氧化铝基面为自由表面的块体模型； 在x,y方向上 采用周期性边界条件， 在z方向上采用固定边界条件； 第四步中， 在x， y方向上采用周期性边界条件， z方向上采用固定边界条件， 则在三个方 向上建立十个周期的原胞 大小的模型； 在x方向上模型边界与体系边界分别是： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114065553 A 2在y方向上模型边界与体系边界分别是： 在z方向上模型边界与体系边界分别是： Xz体系≥Xz模 型； 第五步中,依据上述的X体系建立该各项异性的单晶材 料的分子动力学模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114065553 A 3