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本报告描述了作为 A27 项目一部分进行的分子建模模拟。分子动力学和蒙特卡罗模拟是在各种材料和温度范围内进行的，从 100 K 的氩气到 1200K 的铜/铅二元合金。还考虑了水和 CO 2 模拟以及压电钛酸钡的模拟。在本报告中，我们并没有满足于模拟原子的“快照”。相反，我们认为分子模拟必须通过与实验结果一致来“获得维持”，这符合 NPL 对计量学的关注。因此，我们将所有模拟结果与实验数据进行了比较。我们还展示了与近似解析方程的比较，在某些情况下，近似解析方程的精度可以与分子代码相媲美。特别是，我们专注于使用分子模型重现相图，因为这些是现实世界中最引人注目和最具特征的材料特性之一。本报告中考虑的相图包括温度-密度相图（即固/液/气相变）、温度-摩尔分数图（二元合金等）和压电中的对称相变（预测随之而来的滞后极化-电场图）。我们研究了分子建模结果如何帮助改进 NPL 的旗舰商业材料建模程序 mtdata 所做的预测。我们已经证明，分子模型做出的实际预测可以输入到 mtdata 中，从而产生比 mtdata 使用的理想气体近似值更好的质量相图。我们为建模代码编写了“驱动程序”，允许非分子模拟专家通过重复调用这些模拟代码来生成相图。我们还引入了并行化方案以利用 NPL 网格。该项目是 mdl 的展示，mdl 是一个由 NPL 编写的分子动力学代码，是我们未来可以利用的重要 IP。为了评估 mdl 的准确性，我们将其与其他三个求解器进行了比较。在本项目过程中，我们还升级了 mdl ，以支持化学势的计算。这些对于评估气体混合物（例如二元合金）中的混合行为至关重要，这与 mtdata 直接相关。完整的代码集列于表 1.2 中，并提供了下载这些程序的链接。
报告 - NPL 出版物
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