[发明专利]含能材料冲击起爆的计算机模拟方法

摘要

本发明请求保护一种含能材料在冲击波引导条件下起爆的高效且相对高精度的量子分子动力学模型。该模型是一种直接动力学模拟方法，即不预先构建势能面，体系的能量和作用于原子核的力采取随用随算模式。原子之间的作用力以及电子结构信息的计算采用电荷自洽的基于紧束缚近似的密度泛函方法(DFTB)，对于冲击波的描述选择多尺度近似方法。模拟结果将输出原子的运动规矩，及物理状态信息，比如温度、体积、压力等。该方法将为现有含能材料的改进，新型含能材料的筛选、设计、优化等提供先期的理论预测和科学依据。

主权项

1.一种含能材料冲击起爆的计算机模拟方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤1、用Materials Studio软件建立含能材料冲击起爆模拟体系的三维模型，并导出所有原子的三维坐标；步骤2、确定模拟参数，包括初始温度、初始压力、迭代时间、时间步长和冲击速度，模拟计算并输出数据，具体包括：101、根据玻尔兹曼分布随机抽样获得扰动初始速度；102、步骤101获得原子的初始速度后，采用基于紧束缚近似的密度泛函SCC‑DFTB方法计算迭代的第n步所有原子间的作用力来计算原子的速度；103、完成步骤102计算所有原子间的作用力后，根据原子速度计算公式计算第n+1/2步所有原子的速度；104、根据公式ri＝ri+viΔt计算第n+1步的三维坐标位置，其中ri表示第i个粒子的位置，vi为上一步计算得到的速度，Δt为设定的时间步长；105、再次根据根据原子速度计算公式计算第n+1/2步所有原子的速度；106、根据分子动力学模拟体系的哈密顿量、能量关系式以及约束压力的方程计算并输出体系的压力、体积、能量和温度。