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• COMSOL进行有限元仿真，Heaviside单位阶跃函数是怎么回事？

  在COMSOL中，有一个经常被忽略的关键函数，就是Heaviside 函数。它将“有/无”的逻辑引入连续场中，在涉及相变、界面追踪等问题中常常会被用到。 一、定义 Heaviside函数，又称单位阶跃函数，在数学上通常定义为 当t为负时，函数值为0，t为正时，函数值为1，函数的变化在0点处发生。 关于t=0的取值，在数学上有不同约定，常见取0、0.5、1。 二、物理意义 Heaviside常用于表

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  20小时前
• 量子化学：什么是吸附机理？

  吸附机理的研究与量子化学密切相关，量子化学为其提供了重要的理论基础和分析工具。 具体来说，吸附机理，特别是化学吸附，涉及吸附质与吸附剂表面原子之间的电子层面相互作用，如化学键的形成或断裂。量子化学作为应用量子力学原理研究化学问题的学科，能够从微观角度揭示这些过程的本质。 一、什么是吸附机理 吸附是指吸附质从流体相（气体或液体）转移到固体表面的过程，根据作用力的性质，吸附主要分为物理吸附与化学吸附两

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  12/29 15:34

  量子 DFT
• 量子化学中的激发态计算的原理与应用

  在光谱学和光化学研究中，我们常常会遇到这样的问题：一个分子吸收了光之后会发生什么？它的电子是如何被激发的？光吸收峰的位置和强度又与什么有关？ 要回答这些问题，激发态计算（Excited-State Calculation）就成了关键。它是连接分子结构与光谱性质的桥梁，使理论化学家能够用计算机“看到”分子在光照下的反应。 激发态计算是量子化学中研究分子吸收能量后电子跃迁至较高能级状态的重要方法，其核

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  12/25 16:40

  量子 光谱
• 第一性原理计算：什么是晶体缺陷？

  一、什么是晶体缺陷？ 晶体缺陷是指实际晶体中原子、离子或分子排列偏离理想完美周期性结构的局部不规则区域。在理论上，理想晶体中的粒子应严格按照空间格子重复排列，但现实材料由于生长过程、热运动、外部辐照或机械应力等因素，总会引入各种不完善。这些缺陷虽被称作“不完美”，却往往是调控材料性能的关键，例如增强金属塑性、改善半导体导电性或提升催化活性。 晶体缺陷通常根据其几何维度分类，主要包括零维（点缺陷）、

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  12/24 11:43

  晶体
• 分子动力学的原理基础和内容详情！

  一、定义与原理基础 分子动力学（MD）模拟是综合分子模拟法，融合多学科知识。其核心依牛顿力学模拟分子体系运动，把分子当作遵循牛顿第二定律的粒子，经分子间作用力计算得加速度，进而获运动轨迹，像双原子分子体系，依据原子间化学键力与范德华力等，用牛顿力学方程可模拟其振动、转动和平动等形式。 分子动力学模拟在分子体系不同状态构成的系综中抽样，以计算体系热力学量等宏观性质。系综即具相同宏观条件（如温、压、体

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  12/23 15:37
• 第一性原理计算的基本概念和应用领域！

  一、基本概念介绍 第一性原理计算，其根源深植于量子力学的广袤理论体系之中。它将众多原子所构建的复杂体系进行细致解构，视作由多个电子与原子核相互交织而成的精密系统。此方法的核心要旨在于极力践行 “非经验性” 的处理范式，最大程度地削减对实验数据的倚赖，力求纯粹凭借量子力学的基本原理来剖析问题。 在这个微观的量子世界里，仅仅仰仗五个具有根本性意义的基本常数，即电子静止质量、电子电荷、普朗克常量、光速以

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  12/23 11:05
• 量子化学计算的应用领域和内容详情！

  一、基本概念介绍 量子化学作为理论化学的重要分支，深度融合量子力学的基本原理与方法，致力于探索化学领域的微观奥秘。它以原子和分子为研究对象，充分考量电子与原子核的量子特性，如电子的波粒二象性、量子化的能级以及不确定性原理等，这些特性构成了量子化学研究的基石。从头算量子化学方法更是在这一框架下的核心手段，其运作基于在精确给定原子核位置和确定电子数的情境中，全力求解电子薛定谔方程。这一方程犹如微观化学

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  12/20 10:24

  量子化学
• COMSOL网格划分：有限元分析中的基础与技巧

  有限元分析（FEA）是求解工程与物理学问题中广泛应用的数值分析方法。在进行有限元分析中，网格划分作为一个基础而关键的步骤，能够直接影响结果的精确度与计算效率。本文将简要介绍网格划分的作用、COMSOL中常见的网格类型及划分技巧。 一、为什么要进行有限元划分网格 在有限元分析中，网格划分的目标是将连续的物理空间离散化为有限个小单元，从而能够在每个小单元内使用数学方程进行求解。这种方式可以将复杂问题转

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  12/18 16:54

  COMSOL
• 量化计算中如何理解化学反应的关键瞬间？过渡态理论的起源与意义

  我们在化学反应式中看到的变化，往往只是从反应物到产物的一条简洁箭头。但在这条箭头的背后，分子内部究竟经历了怎样的结构重组和能量转化？为什么有些反应能在常温下迅速完成，而有些却需要高温高压？为什么催化剂能显著降低反应活化能？又为什么某些反应会产生特定的构型或对映体？这些问题的答案，都隐藏在化学反应最关键、最短暂的一个瞬间——那就是过渡态（Transition State）。要真正理解反应机理，我们必

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  12/18 10:22
• 有限元仿真中的稳态和瞬态是怎么回事？在仿真过程中该如何选择？

  一、定义 稳态问题： 系统在长期运行后达到平衡的状态，具有稳定的边界条件和物理场，系统变量不随时间变化。 如热传导中，温度场不随时间改变；流体力学中，流场各点随时间不发生变化。 瞬态问题： 随着时间的变化，系统变量也会由一种状态转变成另一种状态，或物理场由于边界条件的改变而变化的过程。 如热系统中，受热源、冷却等边界条件变化随时间变化的过程。 二、时间相关性 稳态问题和瞬态问题的区别是计算结果是否

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  12/17 10:33

  仿真
• 量子化学中的价键理论

  在理解化学键的本质时，价键理论（Valence Bond Theory, VB）是最早建立、同时也是最直观的一套电子结构理论框架。它以电子配对、局域化成键和轨道重叠为基础解释原子如何结合成分子。虽然现代量子化学和分子轨道理论极大拓展了我们对电子结构的认识，但价键理论依然在描述键结构、键能、反应机理、激发态以及局域电子行为方面发挥不可替代的作用。在分析“键在哪里断”、“电子从哪里来”、“反应过渡态像

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  12/15 17:36

  量子
• 量子化学：材料的电子态密度

  在现代材料科学、纳米技术、半导体器件设计、催化以及智能传感领域，材料的电子结构决定了它的性能。电子的分布方式不仅影响导电性、磁性、光学行为，还决定了化学反应活性和界面特性。 电子态密度（Density of States, DOS）是分析电子结构的核心工具，它提供了在每一能量水平上电子可占据态的数量。通过它，我们可以回答诸如“材料是导体还是绝缘体？”、“哪些原子或轨道主导电子行为？”、“界面或缺陷

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  12/13 16:13
• 密度泛函理论计算软件VASP最全入门干货：四个输入文件逐行详解

  VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一个基于 Fortran 的从头计算软件包，主要用于进行密度泛函理论（DFT）计算，以处理材料的电子结构。它采用平面波基组和赝势方法，适用于模拟固体、表面、分子和纳米结构的电子、结构和动力学性质。VASP 的主要功能包括电子结构计算、离子弛豫（结构优化）、分子动力学模拟、带结构分析以及各种高级功能如杂化泛函、GW

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  12/12 10:46

  计算机
• 什么是分子轨道理论？

  在现代化学体系中，准确理解分子内部电子的分布规律，对于揭示化学键的本质、描述分子稳定性以及预测反应行为至关重要。传统的价键理论以局域化的成键概念为基础，能够解释大部分简单分子的结构特征，但随着研究对象从普通共价键扩展至共轭体系、芳香杂环、金属配合物以及光激发态分子等更广泛的化学空间，这一局域化框架的局限性日益凸显。分子轨道理论（Molecular Orbital Theory, MOT）的发展，为

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  12/10 13:18
• 有限元仿真COMSOL找不到一致初始值怎么办？

  在瞬态仿真中，初始值与边界条件冲突会导致找不到一致初始值的问题。可通过添加恰当约束（如压力点约束）、使用平滑阶跃函数过渡边界条件，或利用稳态解作为瞬态研究起点来解决此类问题。

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  12/08 15:34

  COMSOL
• 什么是极化函数和弥散函数？一文看懂量子化学中的“精度秘诀”

  量子化学计算中的基组符号如6-31G*、6-31G(d,p)等，反映了电子云行为的调整机制，主要包括极化函数和弥散函数。极化函数通过增加更高角动量的轨道，使电子云能够适应外部环境的变化，弥散函数则扩展了电子云的范围，以更好地描述远离原子核的行为。这两种函数的应用提高了计算精度，特别是在描述化学键极化、分子间相互作用等方面效果显著。

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  12/08 15:33

  量子化学
• 量子化学：相互作用能的分类与量化

  相互作用能在化学体系中至关重要，涉及氢键、范德华力、π–π 堆积及静电吸引等多种弱相互作用。相互作用能（Interaction Energy）反映了分子间吸引力或排斥程度，并可通过能量分解分析（EDA）进一步细化其组成部分，如静电、交换–排斥、极化与轨道相互作用、色散作用等。通过电子密度拓扑可视化，如 AIM 和 NCI 分析，可以直观地展示这些相互作用的具体位置及其强度。掌握相互作用能有助于理解和设计高效稳定的分子体系。

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  12/08 15:31

  量子化学
• 量子化学：什么是福井函数？

  福井函数是量子化学中用于量化分子反应活性的概念密度泛函理论的一部分，通过电子密度对电子数的偏导数预测反应位点。它分为亲核和亲电两种类型，并可通过DFT计算得出。福井函数广泛应用于有机合成、药物化学、环境化学和材料科学等领域，帮助研究人员理解和预测化学反应的发生位置。尽管具有一定的局限性，如无法直接预测反应速率，但它已成为现代化学研究的重要工具。

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  12/08 15:29

  量子化学
• 什么是能带理论？

  能带理论揭示了电子在材料内部的能量状态及其对材料导电性和光学行为的影响。通过价带和导带的分布与跃迁规则，能带理论解释了金属、半导体和绝缘体的不同导电性，并提供了统一框架来理解和预测材料的多种物理性质，如光吸收、光生电子-空穴行为、磁性等。

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  12/08 15:28

  电子

  
• 利用 COMSOL 软件做有限元仿真的流程步骤

  本文介绍了有限元分析（FEA）的概念及其在产品研发中的重要性，并详细阐述了如何使用COMSOL Multiphysics软件进行FEA的基本流程。文章强调了FEA在早期设计阶段的重要性，能够帮助工程师预测潜在风险并优化设计方案，从而降低研发成本。同时，COMSOL的优势包括丰富的模块、简洁的界面、多种编程语言支持以及强大的可视化工具，使其成为进行多物理场耦合分析的理想选择。

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  12/08 11:23

  COMSOL

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