本书系统介绍了低维纳米材料热输运性能的分子动力学模拟方法，及其在一些具有代表性的低维纳米材料中的应用，如碳纳米管、石墨烯、二维材料等。主要内容包括：低维纳米材料热输运性能及相关理论，分子动力学模拟的基础知识，分子动力学模拟热输运方法及应用，几种具有代表性的复杂结构的热输运性能，以及机器学习势在热输运领域的应用。 本书的目标读者包括物理学、化学、材料科学及工程等领域的研究人员和工程师，以及对微纳米尺度传热问题感兴趣的科研人员及高校师生。

1 绪论
1.1 低维纳米材料及其优异性能
1.2 低维纳米材料的热输运性能
1.2.1 晶格振动和声子
1.2.2 晶格热导率
1.3 低维纳米材料的热输运模拟
1.3.1 热输运模拟方法
1.3.2 低维纳米材料热输运的MD模拟
2 MD模拟及热导率计算方法
2.1 MD模拟基本理论
2.1.1 初始化
2.1.2 边界条件
2.1.3 系综理论
2.1.4 运动方程的数值积分
2.2 MD模拟基本流程
2.3 相互作用势函数
2.3.1 两体势
2.3.2 多体势
2.3.3 机器学习势
2.4 MD模拟计算热导率方法
2.4.1 EMD模拟方法
2.4.2 NEMD模拟方法
2.4.3 HNEMD模拟方法
2.5 基于GPU加速的高效MD模拟程序
3 热输运EMD模拟方法的应用发展
3.1 EMD模拟计算有限体系热导率的新应用
3.1.1 模拟方法及设置
3.1.2 模拟细节
3.1.3 模拟结果与讨论
3.2 有限体系下来自EMD和NEMD完全等效的热导率模拟
3.2.1 模型与理论方法
3.2.2 势函数训练
3.2.3 模拟结果与讨论
3.3 本章小结
4 晶界、超晶格和具有范德华相互作用复杂结构的传热机理分析
4.1 石墨烯/h-BN异质结构界面的热输运性能
4.1.1 石墨烯/h-BN晶界模型
4.1.2 NEMD模拟设置及细节
4.1.3 光谱分解和量子修正
4.1.4 界面Kapitza热导
4.1.5 热整流效果
4.2 石墨烯晶界超晶格相干热输运性能的研究
4.2.1 晶体相场模型
4.2.2 模拟方法及细节
4.2.3 HNEMD方法的验证
4.2.4 相干和非相干声子输运
4.2.5 沿着晶界方向的声子相干输运
4.3 C60封装CNTs热输运性能的研究
4.3.1 SWCNT和纳米豌豆模型
4.3.2 MD模拟细节
4.3.3 NEMD模拟结果
4.3.4 EMD模拟结果
4.3.5 HNEMD模拟结果
4.3.6 EMD模拟中的一种假象
4.3.7 热导率降低的物理机制
4.4 本章小结
5 基于机器学习势研究二维C—N材料的热输运性能
5.1 机器学习势与模拟方法
5.1.1 NEP机器学习势
5.1.2 MD模拟
5.2 NEP势的训练
5.2.1 训练集的准备
5.2.2 势函数训练细节
5.3 NEP势的评估
5.3.1 晶格常数检验
5.3.2 声子色散评估
5.3.3 热导率对比
5.4 二维C—N超晶格中的热输运
5.4.1 二维C—N超晶格
5.4.2 热输运性能
5.5 本章小结
参考文献