Моделирование взаимодействий многоатомных молекул для расчета теплофизических свойств жидкостей и газов

• Автор: Петрик, Галина Георгиевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 179 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Моделирование жидкостей (макросистем)
методами компьютерного эксперимента
1.1 Трудности расчетных методов определения
свойств жидкостей
1.2 Реализация численного эксперимента
1.2.1 Выбор модели макросистемы
1.2.2 Выбор алгоритма численного интегрирования
1.3 Молекулярно-динамическое исследование системы,
моделирующей аргон Аг. Потенциал Леннарда-Джонса(12-6)
1.4 Молекулярно-динамическое исследование системы,
моделирующей двуокись углерода СОг. Потенциал сферической оболочки
1.4.1 Термодинамические свойства модельной системы
1.4.2 Структура модельной системы
Резюме к главе
ГЛАВА II. Конструирование моделей на молекулярном уровне
2.1 Системный подход к моделированию. Обсуждение
концепций межчастичных потенциалов
2.2 Модели объектов и взаимодействий. Аналитический
обзор и классификация
2.2.1 Единый силовой центр. Одноцентровые модельные потенциалы
2.2.2 Модификации потенциала Леннарда-Джонса(12-6)
2.2.3 Система силовых центров. Многоцентровые
потенциалы
2.3 Обобщение информации о модельном потенциале.
Поиск формирующего фактора
2.4 Модель сферических оболочек. Динамическая
модель молекулы
2.5 Потенциал сферических оболочек. Критический
анализ ранних результатов
Резюме к главе II.

ГЛАВА III. Расчетная методика определения є, г-параметров потенциальных кривых семейства потенциалов сферических оболочек
3.1 Динамическая модель связанного атома
3.1.1 Общие соотношения для расчета в, г-параметров потенциальных кривых связанных атомов
3.1.2 Результаты для неявно введенной модели
оболочки
3.2 Методика расчета в, г-параметров для молекул-
’’оболочек”
3.3 Методика расчета в, г-параметров для молекул-
глобул
3.4 Апробирование расчетной методики определения
параметров
3.4.1 Сравнение с результатами Мак Кинли, Рида
3.4.2 Сравнение с параметрами других моделей
3.4.3 Стандартное апробирование. Расчет теплофизических
свойств - второй и третий вириальные коэффициенты
Резюме к главе III
ГЛАВА IV. Прогностическая методика выбора адекватных
потенциалов межчастичного взаимодействия
4.1 Параметры формы потенциальной кривой. Возможности
семейства потенциалов сферических оболочек
4.2 Методика выбора потенциальной кривой- аналога
в семействе Ми (т-п)
4.2.1 Подобие потенциальных кривых сферических
оболочек и Ми (т-п), т=6 и т
4.2.2 Апробирование методики прогноза индексов
модельных потенциалов Ми(т-п)
4.2.2.а Доказательство “неуниверсальности” МП (28-7)
4.2.2.6 Сравнение с результатами других работ
4.2.2.в О связи изотропной и анизотропной форм
МПМи(ш-п)
4.3 Методика поиска адекватных потенциалов в
семействах потенциалов сферических оболочек,
Ми(т-п), ехр-6. Связь и взаимные переходы
4.3.1 Общая методика выбора индексов тип для
потенциалов семейства Ми(т-п)
4.3.2 Связь и переходы между потенциальными кривыми семейства сферических оболочек и потенциала

Бэкингема (ехр-6)
4.4 Стандартное апробирование методики поиска потенциальных кривых-аналогов и переходов
между ними
Резюме к главе IV
ГЛАВА V. Фактор, формирующий потенциальную кривую межчастичного взаимодействия. О возможностях анализа и прогноза модели оболочек
5.1 Фактор, формирующий потенциальную кривую межчастичного взаимодействия
5.2 О термодинамическом подобии веществ
5.3 Анализ возможных ошибок при конструировании межмолеку лярных потенциалов в атом-атомном приближении
5.3.1 Ошибки при конструировании многоцентровых
моделей
5.3.2 Ошибки при конструировании одноцентровых
моделей
5.4 О связи между координатами точки перегиба потенциальной кривой межмолекулярного взаимодействия и критическими параметрами
соединений
Резюме к главе V
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1.4 Молекулярно-динамическое исследование системы, моделирующей двуокись углерода СОз . Потенциал сферической оболочки
В известной монографии Мейсона, Сперлинга [8], где приведен отличный обзор по применению в расчетах вириальных коэффициентов различных потенциалов, было предложено разделять модельные потенциалы на классы центральных и “псевдоцентральных”. Последние учитывают ориентационные эффекты и в то же время сохраняют удобства центральных сил, что немаловажно даже при использовании ЭЦВМ. В своем отчете [37] мы подробно рассмотрели все предложенные в литературе “псевдоцентральные” (или “квазисферические”) модельные потенциалы. Особое внимание было уделено так называемому потенциалу сферической оболочки - ПСО. В том виде, в каком он был впервые получен авторами [50], он соответствует однооболочечной модели молекулы; т.е. применяя его для описания взаимодействий многоатомных молекул априори считают, что взаимодействие молекул определяется периферийными атомами, образующими внешнюю оболочку. В работе [50] приводятся параметры ПСО для двух десятков молекул. Показано, что новый потенциал дает намного лучшие результаты при описании экспериментальных значений второго вириального коэффициента В(Т) по сравнению с потенциалом (12-6). Преимущество могло бы быть обманчивым (ведь трехпараметрический ПСО более гибок по сравнению с двухпараметрическим (12-6)), если бы оно не подтверждалось другими фактами: параметры ПСО, получаемые из экспериментальных значений В(Т), согласуются с выделенными из данных по плотности жидкости и межатомных расстояний в молекулах.
Исследование в [51] вкладов в параметры ПСО от внутренних атомов объяснило успех корреляций, основанных на учете только периферийных атомов. Пренебрежение вкладами внутренних атомов ведет к значительным ошибкам только в значении энергетического параметра; другие параметры меняются не-