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Analysis of hydrogen transport in a metal by quantum/molecular/statistical dynamics

通过量子/分子/统计动力学分析金属中的氢传输

基本信息

批准号：
21K18682
负责人：
徳増崇
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は、2021年度に構築された分子間ポテンシャルを用いて、鉄内部の水素の移動を経路積分法によりシミュレーションする手法を、いくつかの条件について行った。しかし、いくつかの条件で計算エラーが発生したため、ポテンシャルの再検討を行った。具体的にはEAMポテンシャルからABOポテンシャルへとシステムを変化させて計算を行った。まず、計算システムのエネルギー保存則を確認した。鉄は2000個の鉄原子で構成した。初期温度は400[K]、タイムステップは0.1[fs]と1.0[fs]である。計算システムの全エネルギーを最小化した後、NVEアンサンブルを用いて0.1[ns]のシミュレーションを行った。計算結果から、タイムステップを0.1[fs]にするとエネルギー保存則が成立することが確認された。次に原子間ポテンシャルが正しく使われていることを確認するために、先行研究との比較も行った。具体的には、溶解エネルギーの計算を行った。まず、Fe-H系の全エネルギーを最小化した後、H原子を除去した。その後、再び鉄の系を最小化した。このシミュレーションに先立ち、ダイヤモンド構造を持つ炭素原子の系について、炭素原子1個あたりのエネルギーを計算した。算出したFe-H系の全エネルギーから、鉄の系の全エネルギーと取り出した炭素原子のエネルギーを差し引いて、溶解エネルギーを算出した。炭素原子を八面体の空隙に配置した場合、計算結果は先行研究と比較的一致し、ポテンシャルの妥当性が示された。

In 2022 and 2021, the intermolecular interaction and the movement of water elements in iron were constructed. The calculation of the conditions of the case is carried out again. The specific EAM is calculated from ABO. The calculation of the number of entries in the list is confirmed. Iron is composed of 2000 iron atoms. The initial temperature is 400[K], and the initial temperature is 0.1[fs]. After minimizing the total number of entries in the calculation, the NVE entries are processed using 0.1[ns]. The calculation result is 0.1[fs]. The second time, the atomic space is in the air. The specific calculation of dissolution and dissolution is carried out. After the Fe-H system is completely minimized, the H atom is removed. Minimize the system of iron and steel. The structure of carbon atoms is calculated by the calculation of carbon atoms. Calculate the total number of carbon atoms in the Fe-H system. Calculate the total number of carbon atoms in the Fe-H system. The calculation results show the consistency and appropriateness of the carbon atom octahedral void configuration.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Multiscale Simulation of Carbon Electromigration in Iron

铁中碳电迁移的多尺度模拟

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kairi Kita;Takuya Mabuchi;Sofia Molina-Montoya;Christophe Adessi;Patrice Chantrenne and Takashi Tokumasu
通讯作者：
Patrice Chantrenne and Takashi Tokumasu