摘要

利用分子动力学从微观角度探究不同温度、压力对水结晶过程的影响规律。模拟中采用TIP4P/ICE水模型,搭建冰-水-冰结晶模板。在温度部分,分别在六组温度工况下进行分子动力学模拟,随着盒子温度从210 K上升到250 K,盒子完全结晶的时间从78ns延长到147 ns,完全结晶后密度下降。因此,随着温度的降低以及过冷度的增加,结晶速度加快,形成冰的密度也增加。在压力部分,分别在六个压力工况下进行模拟,发现随着压力的升高,结晶时间先延长后缩短,在200 MPa时结晶时间最长(115 ns),这是由于压力的变化会导致水的冰点发生变化;压力对水结晶速度有着直接影响,高压力可以直接促进水结晶;高压下形成的冰的密度大于1000 kg/m3。