基于可扩展介观离散元方法对超薄碳纳米管薄膜的计算研究
介观与纳米尺度物理
2019-10-22 v2 分布式、并行与集群计算
摘要
本工作中，我们展示了对面内载荷下自支撑超薄碳纳米管(CNT)薄膜小应变力学行为的一项计算研究。给出了具有真实微纳结构的代表性大尺寸试样力学的数值建模。我们的模拟利用了 waLBerla 多物理框架中介观离散元方法的可扩展实现。在我们的建模方法中，CNT 被表示为相互作用刚性段组成的链。链中相邻段由弹性键连接，可分辨拉伸、弯曲、剪切和扭转变形。这些键表示 CNT 表面的共价键并采用增强矢量模型(EVM)形式。相邻 CNT 的段以真实的粗粒化各向异性范德华(vdW)势相互作用，使接触中的 CNT 能够相对滑移。该先进模拟技术使我们获得了对 CNT 材料行为的有用见解。特别地，我们确定 CNT 滑移过程中的能量耗散导致扩展的载荷传递，这决定了弱键合 CNT 组装体呈现类材料的力学响应。
引用
@article{arxiv.1905.05042,
title = {Computational Study of Ultrathin CNT Films with the Scalable Mesoscopic Distinct Element Method},
author = {Igor Ostanin and Traian Dumitrică and Sebastian Eibl and Ulrich Rüde},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.05042},
year = {2019}
}