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分子动力学(MD)模拟方法研究液晶统计物理学是一种很重要的方法,它的基本思想是:用计算机模拟粒子的运动过程,从而计算系统的结构和性质,其中每一个粒子被视为在全部其他粒子所提供的经验势场作用下按牛顿定律运动。
本文的主要工作就是通过分子动力学方法(MD)对向列相液晶格点模型进行模拟,进而研究其性质,其主要工作如下:
首先模拟了液晶分子的平衡态。选取研究液晶的宏观性质广泛采用的Lebwohl- Lasher模型(L-L模型)两体势描写其相互作用,建立一个10×10×10 简单立方晶格,将棒状的液晶分子或是短程有序的分子团的质心固定在晶格的格点上。根据Verlet 算法求解液晶分子的平衡态运动方程并采用周期性边界条件,利用FORTRAN 程序计算得到了Lebwohl-Lasher模型下的向列相液晶的指向矢以及1,2 L=时的关联函数随约化时间变化的图线,参数大多为参考文献中所用,得到的结果与文献中结果基本一致。同时还得到了指向矢各个分量以及单个分子或分子团的取向随约化时间的变化曲线。
其次在一形式非常简单的人为外场下,液晶分子的指向矢在外场作用下发生转动,根据序参数张量的最大本征值对应的本征矢计算得到液晶指向矢对轴的倾角随约化时间的变化规律,进而对一定温度下的转动粘滞系数进行了讨论。