单壁碳纳米管非线性高精度粗粒化模型中与热扩散相关的阻尼过程

单壁碳纳米管（SWCNT）中的第二声与热扩散是众所周知的现象，与该材料的高热导率相关。在本文中，我们表明沿管轴的热扩散影响 SWCNT 的宏观运动，并将此现象引入粗粒化模型可异常提高粗粒化分子动力学（CGMD）的精度。在绝热环境下自由热振动条件中 SWCNT 的非线性宏观运动，在最简化版本的 CG 建模中表现为维持有限温度与总能量，并带有由内部热扩散导出的建议耗散过程。考虑了与来自不同势能函数的交叉关联动量相关的内部热扩散，并且它能在 CG 模型中无需外部恒温器即可重现 SWCNT 的非线性动力学性质。未包含记忆效应与带随机噪声分布的恒温器，并通过 Mori-Zwanzig 形式论审视了热扩散对记忆效应的影响。该扩散显示出 CGMD 与 MD 模拟之间运动的完美同步，后者以分子动力学（MD）模拟的初始条件启动。与此过程相关的热扩散显示出与 SWCNT 中第二波相同的色散特征。这种良好精度的复现表明内部热扩散过程是管非线性的本质原因。通过同时扩展时间步长与节点长度，检验了来自不同尺度简单珠系统的非线性动力学特征。