[发明专利]一种模拟化学助剂作用下甲烷水合物分解过程的方法

权利要求书

1.一种模拟化学助剂作用下甲烷水合物分解过程的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)采用计算机模拟甲烷水合物的晶胞，并进行扩胞，得到甲烷水合物的模拟结构；

(2)利用结构分析软件收集步骤(1)得到的甲烷水合物模拟结构的坐标信息以及收集化学助剂的坐标信息，得到初始结构信息；

(3)采用分子动力学模拟软件，带入步骤(2)得到的初始结构信息，设置模拟参数，通过能量最小化方法得到稳定构型信息；

(4)采用所述分子动力学模拟软件，带入步骤(3)得到的稳定构型信息，设置模拟参数，计算得到分子轨迹坐标信息和热力学信息；

(5)对步骤(4)得到的分子轨迹坐标信息和热力学信息进行图像分析和计算分析，得到化学助剂作用下甲烷水合物的动态图像、分解时间和分解速率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述计算机模拟采用Materialsstudio软件中的Materials Visualizer模块进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述扩胞包括2×2×2扩胞、3×3×3扩胞或4×4×4扩胞。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述扩胞后删除x、y和z三个平面上的原子。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述结构分析软件为ChemBioOffice软件。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述化学助剂的坐标通过packmol软件获得。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述化学助剂包括甲醇、乙醇、钠离子或氯离子中任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述分子动力学模拟软件为LAMMPS软件。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述能量最小化方法采用LAMMPS软件中的梯度法。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述模拟参数包括立场参数、分子间相互作用参数、温度参数、压强参数、长程库仑参数和时间步长。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述立场参数包括化学助剂的力场、水分子的力场以及甲烷分子的力场。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述化学助剂的力场采用OPLS力场。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述水分子的力场采用TIP4P力场。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述甲烷分子的力场采用SPC力场。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述分子间相互作用参数包括相同分子间的相互作用参数和不同分子间的相互作用参数。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述相同分子间的相互作用参数为L-J参数。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述不同分子间的相互作用参数采用Lorentz-Berthelot混合规则计算得到。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述温度参数和压强参数采用Nose-Hoover算法进行控制。