下地幔条件下镁钙钛矿熔融曲线的分子动力学模拟研究的开题报告.docx

下地幔条件下镁钙钛矿熔融曲线的分子动力学模拟研究的开题报告

一、选题背景和意义

镁钙钛矿(MgSiO3-Perovskite)是地球下部地幔中最主要的矿物组成成分之一，其熔融曲线是研究地幔高温高压物理化学性质的重要方向之一。然而，由于实验条件的限制，目前对于镁钙钛矿熔融曲线的研究还比较有限。而分子动力学模拟方法具有可以控制压力、温度、组分等条件的优点，因此可以提供更多关于镁钙钛矿熔融曲线的信息，对于更好地了解地球内部物质的行为规律具有重要意义。

二、研究目的

本研究拟采用分子动力学模拟方法，研究在下地幔条件下(高压、高温)镁钙钛矿的熔融行为规律，探究压力、温度等条件对其熔融曲线的影响，为进一步理解地球内部物质的特性提供科学依据。

三、研究内容和方案

1.建立下地幔条件下镁钙钛矿分子模型

采用第一性原理计算方法，构建适合于下地幔条件的镁钙钛矿分子结构模型。

2.提高模拟效率，确定合适模拟参数

根据实验数据，确定合适的模拟参数，提高模拟效率，保证模拟结果的准确性。

3.模拟镁钙钛矿在不同温度、压力下的熔化过程

采用分子动力学模拟方法，研究不同温度、压力下镁钙钛矿的熔融过程，探究这些因素对其熔融曲线的影响状况。

4.分析模拟结果，总结特性规律

通过对模拟结果进行分析，总结下地幔条件下镁钙钛矿的熔融规律，深入了解地球内部物质的行为特性。

四、预期成果

1.建立下地幔条件下镁钙钛矿分子结构模型；

2.模拟镁钙钛矿在不同温度、压力下的熔化过程；

3.深入了解下地幔条件下镁钙钛矿的熔融规律；

4.为地球内部物质的行为特性研究提供新的科学依据。

五、研究难点

1.对下地幔条件下镁钙钛矿分子结构模型的构建；

2.模拟参数的确定和模拟效率的提高；

3.对模拟结果的准确分析和总结。

六、研究进度计划

第一年：

1.文献综述和数据收集；

2.基于第一性原理计算方法，建立下地幔条件下镁钙钛矿分子结构模型；

3.确定合适的模拟参数。

第二年：

1.采用分子动力学模拟方法，研究镁钙钛矿在不同温度、压力下的熔化过程；

2.分析模拟结果。

第三年：

1.总结分析模拟结果，深入了解下地幔条件下镁钙钛矿的熔融规律；

2.撰写毕业论文并答辩。

七、参考文献

1.邱振华等.化学反应分子动力学模拟[M].北京:科学出版社,2016.

2.余珊等.镁铁橄榄石及其液体在下地幔物理化学和地球动力学研究中的作用[J].高压物理学报,2019,33(2):020702.

3.MaX,etal.TheequationofstateofMg0.9Fe0.1SiO3-PerovskitedeterminedbyX-raydiffractionandmoleculardynamicscalculations[J].JGeophysRes,2004,109:B08310.