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荷电硬球流体的密度泛函理论研究

作　者: 康艳霜
导　师: 王海军
学　校: 河北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 密度泛函理论荷电硬球流体密积分数排斥体积
分类号: O414.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

流体在受限空间和体相中的物理、化学性质存在显著差异,导致微孔材料和介孔材料在化学、化工等领域有着广泛应用,从而使得受限空间中的流体性质成为研究热点。众所周知,荷电流体作为一种常见流体普遍地存在于自然界中,诸如：等离子体、离子液体、电解质溶液等,这也决定了其在流体领域的重要地位。对荷电流体而言,荷电粒子间的库仑作用在很大程度上决定着体系的性质和平衡态结构。因此,对其相关特征的研究有着重要的理论意义。本文从统计系综理论出发,在密度泛函理论的框架下研究不同几何约束下荷电硬球流体的密度分布以及外场对体系密度分布、结构和性质的影响。本文在结构上分为三个部分,主要内容如下：第1章：绪论。介绍密度泛函理论的统计力学基础,并从统计力学出发介绍Hohenberg-Kohn定理以及密度分布函数、关联函数等基本概念。在此基础上,介绍构建自由能泛函的几种典型的处理方法,并简单阐述密度泛函理论在各领域的成功应用和发展。第2章：受限空间中的荷电硬球流体密度分布的研究。利用基本度量理论计算平行硬壁间的荷电硬球流体的Helmholtz自由能和平衡密度分布,进一步研究硬球荷电量对体系结构的影响；计算有外电场存在时平行硬壁间的荷电硬球流体的平衡密度分布,进而分析电场强弱对体系结构变化的调制。另外,计算球腔中的荷电硬球流体的平衡密度分布并与Monte carlo模拟结果比较；进一步考察当外电场沿径向及其反方向分布时,电场的强度对密度分布及其体系结构的影响。第3章：总结和展望。总结本文主要结果,并为本课题的继续研究提供几个可行的思路。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第1章绪论  8-22
  1.1 密度泛函理论的统计力学基础  8-11
  1.2 统计物理学中的密度泛函理论  11-17
  1.3 Helmholtz自由能泛函的构建  17-18
  1.4 密度泛函理论的研究现状  18-21
  1.5 本文的主要工作及研究意义  21-22
第2章受限空间中的荷电硬球流体  22-38
  2.1 基本理论  22-24
  2.2 平行硬壁间的荷电硬球流体  24-30
  2.3 球形受限空间中的荷电硬球流体  30-38
第3章总结与展望  38-41
参考文献  41-45
攻读硕士学位期间已发表和待发表的论文  45-46
致谢  46

荷电硬球流体的密度泛函理论研究

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