分子動力学法による超臨界状態における流体の動的液体構造

使用分子动力学方法研究超临界状态流体的动态液体结构

• 批准号: 06214223
• 负责人: 片岡 洋右
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hosei 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06214223/
• 关键词: 超臨界流体; 分子動力学; 相互拡散係数; 自己拡散係数; レナード・ジョーンズ流体; 濃度の揺らぎ; 圧縮率

2次元レナード・ジョーンズ(LJ)混合液体(Ar-Kr)における超臨界流体の分子動力学シミュレーションを行った。計算方法は分子動力学法で最も単純な体積と全エネルギー一定の分子動力学法である。単位はArのLJ単位である。濃度はモル分率x=0.50とした。状態を確かめるためにまず、圧力Pを計算し、その密度ρ・温度T変化を確かめた。以下で調べる温度T0.67 密度ρ0.3が臨界点に近いことを確認できた。輸送係数のうち特に自己拡散係数D1,D2と相互拡散係数Dを重点的に計算した。相互拡散係数は熱力学因子Qと速度の時間相関関数の積分Lの積で書かれる。(D=Q*L)熱力学因子Qは密度ρが0.3付近で小さい。Qは化学ポテンシャルの微分で書かれ、その計算は動径分布関数の積分Gab(Kirkwood-Buffのパラメータ)より行われた。積分Gabの値が妥当なものであることはPVT関係から求めた圧縮率κ_TとKirkwood-Buffのパラメータより計算したものを比較して次のように確かめた。温度T0.67 密度ρ0.3が臨界点に近いのでこの付近で圧縮率は大きな値となる。この傾向は再現されており半定量的な一致が確かめられた。時間相関関数の積分は重心の変異の2乗平均の長時間部分での時間tに対する傾きから計算した。得られた相互拡散係数と自己拡散係数をT=0.67で密度ρに対してプロットして、相互拡散係数の異常な密度依存性が得られた。濃度の揺らぎの大きい例の分子配置をみると粒子が密な部分と粗な部分がまず見える。さらに少しKrが集まりやすい傾向が見える。

Molecular Dynamics of Supercritical Fluids in 2D Liquid Mixtures (Ar-Kr) The calculation method is molecular dynamics method. Single position Ar LJ Single position The concentration is x=0.50. State, pressure P, density ρ, temperature T, change The temperature of the following adjustment is T0.67 and the density is ρ0.3. The critical point is close to the middle. The transmission coefficient is calculated based on the self-dispersion coefficients D1,D2 and the mutual dispersion coefficient D. The coefficient of mutual dispersion is the product of the thermodynamic factor Q and the time-dependent relation L of the velocity. (D=Q*L) Thermodynamic factor Q Density ρ 0.3 is close to small. Q. The differential equation of the chemical equation is calculated by Gab(Kirkwood-Buff equation). The integral Gab value is properly calculated by the PVT relation and the compression ratio is calculated by the Kirkwood Buff relation. Temperature T0.67 Density ρ0.3 Close to critical point Close to critical point Close to critical point The tendency to reproduce is semi-quantitative and consistent. The integral of the time-dependent number is calculated by changing the center of gravity of the two-dimensional average of the long-time part of the time t. Therefore, the dispersion coefficient T=0.67, the density coefficient T=0.67, and the anomalous density dependence of the dispersion coefficient T = 0.67 are obtained. The concentration and molecular configuration of the particles are different. This is the first time I've ever seen such a thing.

项目成果

M.Matsumoto,K.Yasuoka and Y.Kataoka: "Evaporation and condensation at a liqid surface,II.Methanol" J.Chem.Phys.101. 7912-7917 (1994)

M.Matsumoto、K.Yasuoka 和 Y.Kataoka：“液体表面的蒸发和冷凝，II.甲醇”J.Chem.Phys.101。

片岡 洋右: "分子動力学法とモンテカルロ法" 講談社, 179 (1994)

片冈洋介：“分子动力学方法和蒙特卡罗方法”讲谈社，179（1994）

Y.Kataoka and M.Fujita: "An Equation of state for the self diffusion coefficient in lennard-Jones fluid derived by molecular dynamics simulation" Bull.Chem.Soc.Jpn.68. 152-159 (1995)

Y.Kataoka 和 M.Fujita：“通过分子动力学模拟导出的伦纳德-琼斯流体中自扩散系数的状态方程”Bull.Chem.Soc.Jpn.68。

K.Yasuoka,M.Matsumoto and Y.Kataoka: "Evaporation and Condensation at a ligid Surface,I,Argon" J.Chem.Phys.101. 7904-7911 (1994)

K.Yasuoka、M.Matsumoto 和 Y.Kataoka：“液态表面的蒸发和冷凝，I，氩”J.Chem.Phys.101。