荷電硬球流體的密度泛函理論研究.pdf

1、流體在受限空間和體相中的物理、化學性質存在顯著差異，導致微孔材料和介孔材料在化學、化工等領域有著廣泛應用，從而使得受限空間中的流體性質成為研究熱點。眾所周知，荷電流體作為一種常見流體普遍地存在于自然界中，諸如：等離子體、離子液體、電解質溶液等，這也決定了其在流體領域的重要地位。對荷電流體而言，荷電粒子間的庫侖作用在很大程度上決定著體系的性質和平衡態結構。因此，對其相關特征的研究有著重要的理論意義。本文從統計系綜理論出發，在密度泛函理論的

2、框架下研究不同幾何約束下荷電硬球流體的密度分布以及外場對體系密度分布、結構和性質的影響。
　　 本文在結構上分為三個部分，主要內容如下：
　　 第1章：緒論。介紹密度泛函理論的統計力學基礎，并從統計力學出發介紹Hohenberg-Kohn定理以及密度分布函數、關聯函數等基本概念。在此基礎上，介紹構建自由能泛函的幾種典型的處理方法，并簡單闡述密度泛函理論在各領域的成功應用和發展。
　　 第2章：受限空間中的荷電硬球

3、流體密度分布的研究。利用基本度量理論計算平行硬壁間的荷電硬球流體的Helmholtz自由能和平衡密度分布，進一步研究硬球荷電量對體系結構的影響；計算有外電場存在時平行硬壁間的荷電硬球流體的平衡密度分布，進而分析電場強弱對體系結構變化的調制。另外，計算球腔中的荷電硬球流體的平衡密度分布并與Monte carlo模擬結果比較；進一步考察當外電場沿徑向及其反方向分布時，電場的強度對密度分布及其體系結構的影響。
　　 第3章：總結和展望