三维纳米管网络的多尺度仿真：基于单元细胞的优化建模
计算物理
2025-01-29 v1 材料科学
应用物理
摘要
本研究提出了一种用于三维纳米管网络的仿真方法，采用立方体和四边形单元细胞以提高建模效率。开发了一种随机漫步算法用于生成这些网络，并通过有限元方法(FEM)仿真对其进行电导性分析。可从仿真结果中推导出纳米管填充系数下的滥 percolation概率。研究发现，较小的四边形单元细胞能够以显著降低的计算复杂度再现更大规模网络的行为，计算时间缩短20倍，同时获得相似的结果。在本工作中，我们聚焦于用于氢能应用的碳掺杂钛酸盐纳米管，但该方法同样适用于其他纳米复合材料。本研究提供了一个通用的纳米管基材料研究框架。
引用
@article{arxiv.2501.17087,
title = {Multiscale simulations of three-dimensional nanotube networks: Enhanced modeling using unit cells},
author = {Fabian Gumpert and Dominik Eitel and Olaf Kottas and Uta Helbig and Jan Lohbreier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.17087},
year = {2025}
}