Coarse-grained potentials of single-walled carbon nanotubes
Coarse-grained potentials of single-walled carbon nanotubes
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单壁碳纳米管的粗粒势
DOI：
10.1016/j.jmps.2014.06.011
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发表时间：
2014-11
影响因子：
5.3
通讯作者：
Rabczuk, Timon
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang, Jin-Wu;Wang, Lifeng;Guo, Wanlin;Rabczuk, Timon
我们开发了 CNT 束和巴基纸中单壁碳纳米管 (SWCNT) 的粗粒 (CG) 势，用于研究静态和动态行为。分别通过螺旋棒模型和梁模型获得了纳米管的CG拉伸、弯曲和扭转势的显式表达式。两个不同 CG 珠之间的非键合 CG 电势源自基于范德华相互作用的两个平行和交叉 SWCNT 之间的内聚能的分析结果。我们通过将键合势与非键合势相结合，证明 CG 模型适用于复杂 CNT 系统的大变形。检查全原子分子动力学计算和我们的分析结果表明，当前的 CG 势具有很高的准确性。所建立的 CG 势用于以较小的计算成本有效地研究 CNT 束和巴基纸的机械性能，这在微米和纳米机械设备和系统的设计中显示出巨大的潜力。
We develop the coarse-grained (CG) potentials of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) in CNT bundles and buckypaper for the study of the static and dynamic behaviors. The explicit expressions of the CG stretching, bending and torsion potentials for the nanotubes are obtained by the stick-spiral and the beam models, respectively. The non-bonded CG potentials between two different CG beads are derived from analytical results based on the cohesive energy between two parallel and crossing SWCNTs from the van der Waals interactions. We show that the CG model is applicable to large deformations of complex CNT systems by combining the bonded potentials with non-bonded potentials. Checking against full atom molecular dynamics calculations and our analytical results shows that the present CG potentials have high accuracy. The established CG potentials are used to study the mechanical properties of the CNT bundles and buckypaper efficiently at minor computational cost, which shows great potential for the design of micro- and nanomechanical devices and systems.
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DOI：
10.1016/s0022-5096(00)00079-x
发表时间：
2001-06-01
影响因子：
5.3
作者：
Ru, CQ
通讯作者：
Ru, CQ
影响因子：
3.2
作者：
Junhua Zhao;Wanlin Guo;T. Rabczuk
通讯作者：
Junhua Zhao;Wanlin Guo;T. Rabczuk
影响因子：
3.6
作者：
P. Zhang;Yonggang Huang;P. Geubelle;P. Klein;K. Hwang
通讯作者：
P. Zhang;Yonggang Huang;P. Geubelle;P. Klein;K. Hwang
影响因子：
5.3
作者：
He, XQ;Kitipornchai, S;Liew, KM
通讯作者：
Liew, KM
影响因子：
5.3
作者：
Jiang, L. Y.;Huang, Y.;Liu, B.
通讯作者：
Liu, B.