Loading...

Developing a Molecular Dynamics Simulation Software for Modeling of Nano-Contact Processes (CEDRA Molecular Dynamics Software )

Taheri, Alireza | 2011

2262 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 42290 (08)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Mechanical Engineering
  6. Advisor(s): Meghdari, Ali; Mahboobi, Hanif
  7. Abstract:
  8. Molecular Dynamics as a powerful method in the field of Nano-simulation has been widely used in recent years. Different contact processes such as Nano-manipulation, AFM Imaging, and Nano-indentation can be simulated using this method. There have been numerous researches done on calculating techniques of simulation of different phenomena in Nano-technology. Specifically, friction and Nano-indentation which are parts of Nano-contact processes have been simulated by different investigators. However, on some other parts, e.g. Nano-manipulation and AFM Imaging, there are few studies done up to now. Thus, a simulation and computational software seems necessary in this field. The main goal of this project is developing multi-purpose Molecular Dynamics simulation software with user friendly environment which keeps users away from complicated codes. CEDRA Molecular Dynamics Software has different forms which enable simulation of metal particles with various geometries, producing cell membranes and Carbon Nano tubes (CNT) with arbitrary orientations and dimensions. It also let users use .psf files in order to simulate bio-molecules such as proteins. The developed software took advantages of LAMMPS and VMD for designing different geometries and the simulation is done through LAMMPS. It is important that users do not need to know anything about those 2 softwares. In fact, familiarity with fundamentals of Molecular Dynamics is sufficient for using CEDRA MD Software
  9. Keywords:
  10. Nanomanipulation ; Molecular Dynamics ; Contact Processes ; Atomic Force Microscopy (AFM)Imaging ; Nanoindentation

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست
  • فصل اول- مقدمه
    • 1-1 بررسی اهمیت موضوع
    • 1-2 اهداف پژوهش
    • 1-3 ساختار پایاننامه
  • فصل دوم - مفاهیم پایه
    • 2-1 دینامیک مولکولی
    • 2-2 ایجاد شرایط اولیه [4]
      • 2-2-1 جایگاه اولیهی اتمها
      • 2-2-2 سرعت اولیه [1و4]
    • 2-3 پتانسیل های بین اتمی [1، 3 و 4]
      • 2-3-1 پتانسیل لنارد-جونز (L-J) [1 و 4]
      • 2-3-2 برهمکنشهای پیوندی [4]
        • 2-3-2-1 کشش پیوندی
        • 2-3-2-2 خمش زاویه ای
        • 2-3-2-3 جمله های پیچشی
      • 2-3-2 پتانسیل های اتم تعبیه شده (EAM) ([6])
      • 2-3-3 پتانسیل AIREBO [1و 7 و 8]
    • 2-4- معادلات حرکت در دینامیک مولکولی [3]
    • 2-5 نیروهای وارد بر یک سیستم اتمی [1، 3 و 4]
    • 2-6 شرایط مرزی در مدل های اتمی [2و 3]
    • 2-7 هنگرد های متداول در دینامیک مولکولی [1، 2، 3 و 4]
      • 2-7-1 هنگرد میکروکانونیک
      • 2-7-2 هنگرد کانونیک
      • 2-7-3 هنگرد کانونی بزرگ [1]
  • فصل سوم- مرور ادبیات موضوعی
    • 3-1 انواع فرآیندهای تماسی در مقیاس نانو
    • 3-2 کاربرد شبیه سازیهای اتمی در مدلسازی فرآیندهایتماسی در مقیاس نانو
      • 3-2-1 بررسی نانومنیپیولیشن در دو حوزهی آزمایشگاهی و مدلسازی عددی
      • 3-2-2- شبیهسازیهای دینامیک مولکولی در مدلسازی فرآیندهای میکروسکوپ نیروی اتمی
  • فصل چهارم – معرفی نرمافزارهای LAMMPS و VMD
    • 4-1 LAMMPS
    • 4-2 VMD [36]
  • فصل پنجم – نرم افزار دینامیک مولکولی CEDRA (CEDRA MD Software )
    • 5-1 مقدمه
    • 5-2 بستههای نرمافزاری مورد نیاز
    • 5-3 – ورود به نرم افزار
      • 5-3-1 صفحه خوشآمد گویی
      • 5-3-2 تعیین نوع مواد و هندسهی آنها
        • 5-3-2 – 1 تولید غشای سلولی
        • 5-3-2– 2 انتخاب فلزات
        • 5-3-2 – 3 الماس
        • 5-3-2 – 4 ایجاد نانولوله کربنی
  • /
  • شکل 5-13- الف) بردار مبنای چرخش صفحه گرافین برای ایجاد نانولوله کربنی با ساختارهای اتمی متفاوت ب) نانولوله کربنی زیگزاگ (ج) نانولوله کربنی آرمچیر
    • شکل 5-13- الف) بردار مبنای چرخش صفحه گرافین برای ایجاد نانولوله کربنی با ساختارهای اتمی متفاوت ب) نانولوله کربنی زیگزاگ (ج) نانولوله کربنی آرمچیر
      • شکل 5-13- الف) بردار مبنای چرخش صفحه گرافین برای ایجاد نانولوله کربنی با ساختارهای اتمی متفاوت ب) نانولوله کربنی زیگزاگ (ج) نانولوله کربنی آرمچیر
        • 5-3-2 –5 انتخاب PSF/PDB
        • 5-3-2 –6 انتخاب data file
      • 5-3-3 مشخص کردن گروهها
      • 5-3-4 تعیین هنگردها و قیود نیرویی، جابجایی
      • 5-3-5 تنظیم پارامترهای نهایی و تعیین خروجی های مطلوب
  • فصل ششم- حل مسائل نمونه
    • 6-1- مقدمه
    • 6-2 مدل سازی نانومنیپیولیشن
    • 6-3 نفوذ نانولوله کربنی در غشای سلولی
    • 6-4 شبیه سازی نفوذ نانولوله بر مجموعه غشا و پروتئین غشایی
  • فصل هفتم- نتیجه گیری
    • 7-1- جمع بندی
    • 7-2 پیشنهاد پژوهشی برای آینده
  • منابع
  • پیوست
    • 1 مقدمه
    • 2 نفوذ نانولوله کربنی در غشای سلولی
    • 3 شبیه سازی نفوذ به صورت عمودی
    • 4 مقایسه سه مثال مختلف در شبیهسازی نفوذ نانولوله به درون غشا
    • 5 بررسی نفوذ نانولوله ها با زاویهی غیر صفر با محور z ها
    • 6 بررسی نفوذ در یک غشا به همراه تعداد کافی مولکولهای آب
    • 7 شبیه سازی نفوذ نانولوله بر مجموعه غشا و پروتئین غشایی
  • 42290-PEYVAST.pdf
    • تدوین واسط کاربر نرمافزار LAMMPS برای اهداف نانومکانیک محاسباتی
    • (CEDRA Molecular Dynamics Software)
    • علیرضا طاهری1، سید حنیف محبوبی2، علی مقداری3
    • 1دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، taheri@mech.sharif.ir
    • 2 دکتری در مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، mahboobi@sharif.ir
    • 3 استاد تمام، دکتری در مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، meghdari@sharif.ir
    • /
    • شکل 7- الف) بردار مبنای چرخش صفحه گرافین ب) نانولوله کربنی زیگزاگ (ج) نانولوله کربنی آرمچیر
...see more