本申请涉及气体分子计算领域，尤其涉及一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法及系统。
背景技术：
热解反应是物质受热发生分解的反应过程，许多无机物质和有机物质被加热到一定程度时都会发生分解反应。气体分子的热解反应在工程中应用非常广泛，热解产物的准确确定具有重要的理论和工程价值。
一般说来，无机物的热解反应比较简单；有机物热解时，由于会产生副反应，产物组成往往比较复杂。气体绝缘或灭弧介质(如六氟化硫、空气、二氧化碳等)广泛应用于电力系统领域，电力设备中发生的局部过热等故障可能引起气体介质的热解现象，可能导致介质的劣化或产生有毒物质，在六氟化硫替代气体的探索方面也存在类似的问题。
目前研究气体分子的热解产物主要通过实验检测，该方法耗资较大，且效率较低，难以满足潜在六氟化硫替代气体的探索和评估需求。
技术实现要素：
本申请提供了一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法及系统，以解决现有通过试验检测耗资大、效率低的问题。
第一方面，本申请提供了一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法，包括：
利用密度泛函理论计算反应物中各个气体分子的各个化学键的键能，其中，所述反应物为热解前的气体分子；
根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态；
运用内禀反应坐标理论验证所述过渡态能否连接所述反应物和所述生成物，其中，所述生成物为热解后的气体分子；
若验证通过，则基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率；若验证不通过，则结束；
通过反应物的基本物性和计算得到的化学反应速率计算得到所述气体分子进行热解反应后得到的各个生成物的浓度。
优选的，所述根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态，包括：
对各个化学键的键能进行第一次筛选，选出键能小于预设键能值的各个化学键；
对所选出的各个化学键的键长进行势能面扫描；
对扫描后的化学键进行第二次筛选，选出键长最短的化学键作为键能最小的化学键。
优选的，在所述基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率之前，包括：对所述过渡态进行频率分析。
第二方面，本申请还提供了一种计算气体分子热解后生成物浓度的系统，包括：
第一计算模块，用于利用密度泛函理论计算反应物中各个气体分子的各个化学键的键能，其中，所述反应物为热解前的气体分子；
过渡态确定模块，用于根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态；
验证模块，用于运用内禀反应坐标理论验证所述过渡态能否连接所述反应物和所述生成物；
第二计算模块，用于基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率；
第三计算模块，用于通过反应物的基本物性和计算得到的化学反应速率计算得到所述气体分子进行热解反应后得到的各个生成物的浓度。
优选的，所述过渡态确定模块包括第一筛选模块、第二筛选模块和扫描模块：
所述第一筛选模块用于对各个化学键的键能进行第一次筛选，选出键能小于预设键能值的各个化学键；
所述扫描模块用于对所选出的各个化学键的键长进行势能面扫描；
所述第二筛选模块用于对扫描后的化学键进行第二次筛选，选出键长最短的化学键作为键能最小的化学键。
优选的，所述系统还包括分析模块，用于在所述基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率之前，对所述过渡态进行频率分析。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法包括，利用密度泛函理论计算反应物中各个气体分子的各个化学键的键能，其中，所述反应物为热解前的气体分子；根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态；运用内禀反应坐标理论验证所述过渡态能否连接所述反应物和所述生成物，其中，所述生成物为热解后的气体分子；若验证通过，则基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率；若验证不通过，则结束；通过反应物的基本物性和计算得到的化学反应速率计算得到所述气体分子进行热解反应后得到的各个生成物的浓度。通过本申请提供的方法在实验前先预测分子的电子结构，计算气体分子热解反应后各种物质的浓度，为后续实验提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法的流程图；
图2为图1中步骤S2的具体流程图。
具体实施方式
下面结合本申请中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于再次描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
参见图1，图1为本申请提供的一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法的流程图。为本申请提供的一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法，包括：
步骤S1、利用密度泛函理论计算反应物中各个气体分子的各个化学键的键能，其中，所述反应物为热解前的气体分子。
键能是表征化学键强度的物理量，可以用键断裂时所需的能量大小来衡量。
密度泛函理论是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法。密度泛函理论在物理和化学上都有广泛的应用，特别是用来研究分子和凝聚态的性质，是凝聚态物理计算材料学和计算化学领域最常用的方法之一。
参见图2，为步骤S2的具体流程图。
步骤S2、根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态。
过渡态理论认为反应物不是只通过简单碰撞就能化成产物，而是要经过一个以—定构型存在的过渡态。在反应过程中，反应物分子间一直存在着相互作用，系统的势能在不停的变化。形成过渡态需要一定的能垒，即活化能，故过渡态又称为活化复合物或络合物。原则上讲，过渡态理论提供了一种计算反应速率的方法。
步骤S21、对各个化学键的键能进行第一次筛选，选出键能小于预设键能值的各个化学键。
步骤S22、对所选出的各个化学键的键长进行势能面扫描。
步骤S23、对扫描后的化学键进行第二次筛选，选出键长最短的化学键作为键能最小的化学键。
根据不同的气体设定不同的预设键能值，经过第一次筛选，选出所述化学键小于所述预设键能值的分子，然后进行势能面扫描，最后对扫描后的化学键进行第二次筛选，选出键长最短的化学键作为键能最小的化学键，进而找到过渡态。
步骤S3、运用内禀反应坐标理论验证,所述过渡态能否连接所述反应物和所述生成物，其中，所述生成物为热解后的气体分子。
在质权坐标下连接势能面相邻两个极小点的能量最低的路径，过渡态是其能量最高的点，近似的描绘了发生化学反应过程中结构的变化过程，势能曲线上正负反应方向的收敛点是否对应该反应的过生成物和反应物，若正确，则势能曲线上的能量最高点为该反应的过渡态。否则，重新筛选过渡态并作内禀反应坐标理论计算验证。
步骤S4、若验证通过，则基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率；若验证不通过，则结束。
步骤S5、通过反应物的基本物性和计算得到的化学反应速率计算得到所述气体分子进行热解反应后得到的各个生成物的浓度。所述反应物的基本物性包括核间距、质量、振动频率等。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法包括，利用密度泛函理论计算反应物中各个气体分子的各个化学键的键能，其中，所述反应物为热解前的气体分子；根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态；运用内禀反应坐标理论验证所述过渡态能否连接所述反应物和所述生成物，其中，所述生成物为热解后的气体分子；若验证通过，则基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率；若验证不通过，则结束；通过反应物的基本物性和计算得到的化学反应速率计算得到所述气体分子进行热解反应后得到的各个生成物的浓度。通过本申请提供的方法在实验前先预测分子的电子结构，计算气体分子热解反应后各种物质的浓度，为后续实验提供依据。
第二方面，本申请提供了一种计算气体分子热解后生成物浓度的系统，包括：第一计算模块，用于利用密度泛函理论计算反应物中各个气体分子的各个化学键的键能，其中，所述反应物为热解前的气体分子；
过渡态确定模块，用于根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态；
验证模块，用于运用内禀反应坐标理论验证所述过渡态能否连接所述反应物和所述生成物；
第二计算模块，用于基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率；
第三计算模块，用于通过反应物的基本物性和计算得到的化学反应速率计算得到所述气体分子进行热解反应后得到的各个生成物的浓度。
可选地，所述过渡态确定模块包括第一筛选模块、第二筛选模块和扫描模块：
所述第一筛选模块用于对各个化学键的键能进行第一次筛选，选出键能小于预设键能值的各个化学键；
所述扫描模块用于对所选出的各个化学键的键长进行势能面扫描；
所述第二筛选模块用于对扫描后的化学键进行第二次筛选，选出键长最短的化学键作为键能最小的化学键。
可选地，所述系统还包括分析模块，用于在所述基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率之前，对所述过渡态进行频率分析。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种用于计算气体分子热解后生成物浓度的方法系统，包括：第一计算模块，用于利用密度泛函理论计算反应物中各个气体分子的各个化学键的键能，其中，所述反应物为热解前的气体分子；过渡态确定模块，用于根据所述化学键的键能，得到所述气体分子在热反应过程中的过渡态；验证模块，用于运用内禀反应坐标理论验证所述过渡态能否连接所述反应物和所述生成物；第二计算模块，用于基于过渡态理论计算气体分子进行热解反应时的化学反应速率；第三计算模块，用于通过反应物的基本物性和计算得到的化学反应速率计算得到所述气体分子进行热解反应后得到的各个生成物的浓度。通过本申请提供的方法在实验前先预测分子的电子结构，计算气体分子热解反应后各种物质的浓度，为后续实验提供依据。
以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。