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高温高圧下における液体の理論的研究

高温高压液体的理论研究

基本信息

批准号：
02J09889
负责人：
奥村久士
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

液体を局所的に加熱した場合、どのように原子が運動して気泡ができるのかその微視的な描像はまだ明らかになっていない。またこれまでに気泡の膨張・収縮過程を流体力学的に説明する試みがなされているが,初期の気泡発生段階において流体力学的な記述がどの程度正しいのかもわかっていない。そこで本研究では分子動力学(MD)シミュレーションにより原子の振る舞いを調べ気泡のできる過程を解明した。周期的境界条件の下でAndersenの手法を用いて等圧MDシミュレーションを行った。粒子問の相互作用はLennard-Jones 12-6(LJ)ポテンシャルを使った。温度はT^*=1.0,密度はn^*=0.71とした。ここでLJポテンシャルの直径と深さを1とする無次元化した単位系を使っている。シミュレーションセルの中心付近の原子を速度スケーリングにより瞬間的に加熱した。系全体の粒子数5000個のうち80個をT^*=11まで加熱した。加熱により運動エネルギーの大きくなった原子が周りの原子をはじきとばして、中心付近の密度が薄くなり気泡が生じた。さらに時間がたつと周りの液体に圧縮されて気泡が消滅する過程も観察された。一方、巨視的な立場から気泡の運動を記述するためには流体力学のRayleigh-Plesset方程式が知られている。この方程式とMDシミュレーションの結果を比較するとよく一致した。このことから、流体力学も微視的な気泡を記述するのに有効であることがわかった。

In the case of heating of the liquid, the atoms move in the bubble, and the image of the Weishi app is displayed in the light. The expansion and contraction process of gas bubbles is described in fluid mechanics, and the initial stage of gas bubble development is described in fluid mechanics. In this paper, molecular dynamics (MD) is used to explain the process of atomic vibration and modulation. Under the condition of periodic boundary, Andersen's method is used to carry out the process with equal pressure MD. The particle interaction is Lennard-Jones 12-6(LJ). Temperature T^*=1.0, density n^*=0.71. The diameter of the LJ is 1 mm and the position of the LJ is 1 mm The center of the cell is close to the atomic velocity, and the cell is heated instantaneously. The total number of particles is 5000 and 80. T^*=11. The heat is applied to the motion of the atom, and the density of the atom is increased. The process of liquid compression and bubble elimination is observed during the period of time. The Rayleigh-Plesset equations of fluid mechanics are known from the description of the motion of a bubble in a square and macroscopic view. This equation is consistent with the results of MD's research. The description of the bubble in Weishi app