Доставка любой диссертации в формате PDF и WORD за 499 руб. на e-mail - 20 мин. 800 000 наименований диссертаций и авторефератов. Все авторефераты диссертаций - БЕСПЛАТНО
Жаховский, Василий Викторович
01.04.14
Кандидатская
1996
Москва
121 с.
Стоимость:
499 руб.
Аннотация
Настоящая работа касается проблемы моделирования фазовых переходов первого рода методом молекулярной динамики.
Автором создана высокоэффективная программа, реализующая метод молекулярной динамики для двухфазных систем. Проведено моделирование леннард-джонсовских систем при разных температурах, в равновесных условиях и при испарении в вакуум. Получены профили физических величин, функции распределения по энергиям и скоростям, парные корреляционные функции при переходе из жидкости в газ, спектры флуктуаций плотности. Определен коэффициент испарения. Предложен новый механизм испарения простых жидкостей, в основе которого лежит представление об определяющем влиянии коррелированных флуктуаций плотности в межфазной области на веротность перехода атома из жидкости в газ.
Найдено масштабное преобразование канонических переменных, сохраняющее геометрические отношения на фазовой траектории гамильтоновой системы N тел с однородной потенциальной функцией и получены кривые фазового равновесия (в частности кривая плавления) и зависимость коэффициента самодиффузии от температуры плавления.
Оглавление
Введение
1 Метод молекулярной динамики и моделирование системы жидкость-пар
2 Метод МД для двухфазных систем
2.1 Интегрирование уравнений движения
2.2 Математическая модель двухфазной системы
2.3 Вычислительный алгоритм
3 МД моделирование системы жидкость-пар
3.1 Профили физических величин
3.2 Двухчастичные функции распределения
3.3 Распределение частиц по энергии
3.4 Динамический структурный фактор
3.5 Испарение в вакуум
4 Кривая плавления
4.1 Вывод уравнения Симона
4.2 Сравнение с экспериментом
5 Приложение
Вв едение
Актуальность. Проблема испарения конденсированного вещества относится к числу классических. Она представляет принципиальный интерес и важна для многих приложений в научных исследованиях и технологии. Интенсивному изучению этой проблемы в последние годы способствовала разработка эффективных методов генерации высоких плотностей энергии, основанных на использовании лазерного излучения и мощных пучков частиц. Полученный таким образом обширный экспериментальный материал обычно интерпретируется на основе весьма упрощенных теоретических моделей (см., например, [28, 31, 32]).
В исследованиях поверхностных явлений на границе раздела между конденсированным веществом и газом значительное место традиционно занимают расчеты таких величин, как коэффициенты аккомодации и коэффициенты отражения атомов. Обычно такие расчеты носят модельный характер и проводятся для плоской стационарной границы раздела. Однако, ввиду сложной, зависящей от времени структуры переходного слоя между жидкостью и паром применимость результатов такого рода исследований к реальной границе жидкость-пар вызывает сомнения. При этом процессы, происходящие в газовой фазе, где важную роль играют кинетические эффекты [37, 38, 41], изучены гораздо более основательно, чем процессы в конденсированной фазе и межфазном пере-
(12). Во-вторых, мы полагаем, что гд является некоторй функцией, а не постоянной величиной как в (11). Априори ясно, что гд должен быть индивидуальным для каждой г -ой частицы. При этом он увеличивается с увеличением скорости , уменьшается с увеличением числа частиц внутри радиуса обрезания г -ой частицы IV(г) , линейно уменьшается с приближением процедуры обновления матрицы соседей. Невозможно точно указать вид функции гд и, поэтому, нами предлагается наиболее простой тип зависимости, удовлетворяющий описанным свойствам:
г,ш) = г, + (к - т)(«)к (з + ру) , + Сщ)/Гу <12>
Здесь (к — т) - число шагов по времени до обновления матрицы соседей, С - эмпирическая константа, г? = ух + ьу + уг. В ходе подготовки к МД эксперименту необходимо с помощью специальной процедуры проверки подобрать максимальное значение постоянной С, при которой не наблюдаются или крайне редки случаи преодоления частицами буферной зоны. В наших расчетах используется С = 0, 88 . Если использовать параметры нашей модели гс = 3.2 , N(1) ~ 100 , то при т = к/2 , щ = (у) , получается 5 ~ 2,2. Это приводит к уменьшению числа соседей (при А: = 16 , (г) = 1/4, к — 1/32) по сравнению с (11) примерно в 1,5 раза. Эта оценка позволяет заключить, что определение радиуса горизонта по формуле (12) существенно повышает эффективность алгоритма по сравнению с исходным определением [9]. Более того, вследствие своей чувствительности к локальной плотности, (12) особенно полезна при моделировании двухфазных систем. Важно отметить, что форма (12) не является оптимальной с точки зрения минимизации общего числа соседей. Этот вопрос требует отдельного исследования и мы не будем его касаться.
Название работы | Автор | Дата защиты |
---|---|---|
Температурные исследования релаксационных процессов в гетерогенных системах методами диэлектрической спектроскопии | Марчук, Светлана Дмитриевна | 2006 |
Тепломассоперенос и фазовые превращения в мелкопористых капиллярных структурах | Кисеев, Валерий Михайлович | 2001 |
Поверхностное натяжение жидких индия, свинца, кадмия с малыми добавками лития и натрия и смачиваемость ими конструкционной стали 12Х18Н9Т | Созаева, Алеся Борисовна | 2007 |