半經驗模型英文解釋翻譯、半經驗模型的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 semiempirical model
分詞翻譯:
半的英語翻譯:
half; in the middle; semi-
【計】 semi
【醫】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【經】 quasi
經驗模型的英語翻譯:
【計】 empirical model
【化】 empirical model
專業解析
半經驗模型(semi-empirical model)是理論計算與實驗數據結合的量化研究方法,其核心特征在于通過簡化量子力學方程并引入經驗參數來平衡計算精度與效率。這類模型廣泛應用于化學、材料科學和分子生物學領域,尤其在處理大分子體系時能顯著降低計算複雜度。
其構成包含三個核心要素:
- 理論框架:基于薛定谔方程或密度泛函理論進行基礎推導,例如忽略部分電子相關效應;
- 參數校準:利用實驗測得的電離能、鍵長等數據優化計算參數(如NDDO近似中的共振積分);
- 驗證體系:通過标準分子數據集(如G2/97基準)驗證預測準确性,典型誤差範圍控制在2-5 kcal/mol。
以PM6方法為例,該方法通過調整核心排斥勢函數,将有機化合物的生成熱預測誤差從早期方法的8%降低至3%,這一進展被《Journal of Computational Chemistry》收錄為計算化學領域的裡程碑式成果。當前主流研究趨勢聚焦于機器學習輔助的參數優化,如DeepMind開發的AlphaFold2便整合了半經驗計算模塊用于蛋白質結構預測。
網絡擴展解釋
半經驗模型是結合理論推導與實驗數據建立的簡化數學模型,旨在平衡理論複雜性和實際應用需求。以下是其詳細解釋:
1.定義與核心特點
- 理論+經驗結合:半經驗模型基于一定的理論框架,但通過引入實驗數據拟合參數來簡化計算。例如,在超臨界流體溶解度預測中,Chrastil模型通過溶劑密度等參數關聯實驗數據,形成經驗關聯式。
- 適用範圍有限但精度高:這類模型通常在特定實驗數據範圍内有效,雖缺乏普適性,但計算效率高且預測精度較好。
2.典型應用領域
- 化學工程:如超臨界二氧化碳(SCCO₂)中溶質溶解度的預測,常用Chrastil模型等密度型半經驗模型。
- 電池老化研究:锂離子電池的容量衰退和内阻增長可通過半經驗模型預測,減少重複實驗需求。
- 狀态方程改進:通過引入經驗修正項優化理論方程,如三次型或多參數方程。
3.優缺點分析
- 優點:形式簡潔、計算便捷,適合工程快速決策;無需複雜物性數據,僅依賴溫度、壓力等易獲取參數。
- 缺點:依賴實驗數據,外推預測能力弱;參數缺乏物理意義,通用性受限。
4.與純經驗/理論模型的區别
- 純經驗模型:完全依賴數據拟合,無理論基礎(如某些熱物理性數據編制的模型)。
- 理論模型:基于嚴格物理定律,計算複雜且需完整物性參數。
示例公式(Chrastil模型)
溶質在SCCO₂中的溶解度關聯式:
$$
ln S_2 = A_0 ln rho_1 + frac{A_1}{T} + A_2
$$
其中,( S_2 )為溶解度,( rho_1 )為溶劑密度,( T )為溫度,( A_0-A_2 )為拟合參數。
如需進一步了解具體模型(如電池老化預測)或應用案例,可參考相關文獻或網頁來源。
分類
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