急冷液体相中の結晶核形成・成長に関するコンピュ-タ-シミュレ-ション

淬火液相中晶体成核和生长的计算机模拟

• 批准号: 03243204
• 负责人: 大野 かおる
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03243204/
• 关键词: 結晶成長; 核形成; クラスタ-・クラスタ-凝集; マイクロクラスタ-; 拡散律速凝集(DLA); シミュレ-ション; フラクタル次元; 臨界指数

急冷液体中の核形成・成長の初期過程をシミュレ-トするために、ギブス・トムソン効果、潜熱の拡散、温度勾配に比例した成長率などを含む現象論的な基礎方程式の導出について理論的に考察し、熱揺らぎの効果を含む簡単なコンピュ-タ-シミュレ-ションを行った。この結果、水や銅などの通常の物質では等温核形成理論が成立することを確かめた。さらに、この解析にクラスタ-・クラスタ-凝集の効果を含めることの準備として、クラスタ-・クラスタ-凝集(CCA)模型に関する2次元系でのコンピュ-タ-シミュレ-ションも実行した。我々はSiO_2のゲル化過程を模倣すべく、持ち得る最大の結合手の本数が2本および4本の2種類のモノマ-を用意し、これらを適当な比率で分布させた状態から出発し、拡散律速CCAを行い、いかなるゲル状態が出現するかを調べた。この結果、生成されたゲルのフラクタル次元は加水量に僅かに依存するのみであることを明らかにした。この他、第一原理分子動力学法に基づいて、C_<60>などの炭素マイクロクラスタ-の構造安定性や結合・分離過程を大規模コンピュ-タ-シミュレ-ションにより調べた。次に、二次転移を示す臨界点近傍での原子配列の乱雑性および結晶表面の効果を議論するために、場の理論に基づく繰り込み群を用いた解析を行い、表面臨界指数を導いた。この他、繰り込み群を用いて良溶媒中に溶けた枝分かれポリマ-の各種空間分布も調べ、シミュレ-ションも行った。最後にDLA(拡散律速凝集)モデルを厳密に定式化し、これを平均場近似で調べることで、変形した拡散式程式と拡散場勾配に比例した成長率に関する方程式を得た。我々は、この方程式系を数値積分することによって凝集クラスタ-のフラクタル次元を解析し、得られたフラクタル次元が既知のシミュレ-ションによる値とよく一致することを示した。

The initial process of nuclear formation and growth in quenched liquids is investigated in detail, including the effects of heat transfer, the dispersion of latent heat, the proportion of growth rate, the derivation of basic equations including phenomenology, and the effects of heat transfer. As a result, the isothermal nucleation theory of water and copper is established. In this paper, the preparation and implementation of the two-dimensional system related to the CCA model are discussed. The maximum number of combinations of SiO_2 molecules is 2 and 4 molecules, and the appropriate ratio of these molecules to each other is 1. The result of this is that the amount of water added is dependent on the amount of water added. The first principles molecular dynamics method <60>is used to study the structural stability and the binding and separation process of carbon. The second and second order shift shows the effect of atomic arrangement near the critical point and the critical index of the crystal surface. In this paper, the author discusses the relationship between the structure and the function of the solvent, and analyzes the relationship between the structure and the function of the solvent. Finally, DLA(Dispersion Law Aggregation) equation is derived from the equation of density, average field approximation, dispersion and dispersion ratio. The equation system is numerically integrated, and the equation system is numerically integrated.

项目成果

K.Ohno and Y.Okabe: "Effect of randomness on surface critical phenomena by means of the 4ーd expansion" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 104ー107. 275-276 (1992)

K.Ohno 和 Y.Okabe：“通过 4 维展开对表面临界现象的影响”《磁性与磁性材料杂志》104-107 (1992)。

K.Ohno and Y.Okabe: "Effect of randomness on surface critical phenomena" Physical Review.

K.Ohno 和 Y.Okabe：“随机性对表面临界现象的影响”物理评论。

H.O.Carmesin and K.Ohno: "Meanーfield theory and series expansion analysis of multipolar glasses" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 104ー107. 264-266 (1992)

H.O.Carmesin 和 K.Ohno：“多极玻璃的平均场理论和级数展开分析”《磁性与磁性材料杂志》104-107 (1992)。

K.Ohno,K.Kikuchi and H.Yasuhara: "New Continuous MeanーField Theory of the DLA Model" Physical Review Letters.

K. Ohno、K. Kikuchi 和 H. Yasuhara：“DLA 模型的新连续平均场理论”物理评论快报。

H.Kamiyama,K.Ohno,Y.Maruyama and Y.Kawazoe: "Abーinitio Molecular Dynamics Simulation of C_<60>" Procedings of the International Symposium on the Physics and Chemistry of Finite Systems:From Clusters to Crystals.TH84

H.Kamiyama、K.Ohno、Y.Maruyama 和 Y.Kawazoe：“C_<60> 的从头算分子动力学模拟”有限系统物理与化学国际研讨会论文集：从团簇到晶体.TH84