[解析事例] MDによる粘度の評価
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ミクロスケールでの粘性の評価
目的と手法
Lees-Edwards 境界条件を用いたずり変形の計算によって、粘度を評価することができます。
n-decane とn-hexadecane の結果を以下に示します。J-OCTAを用いて作成した全原子モデルを使用し、n-decane は密度0.613[g/cm3 ]で温度480K、n-hexadecane は密度0.753[g./cm3] で温度323Kの条件で計算を実施しました。系内の分子数はそれぞれ200 と100 です。ずり速度は1e+12[1/s]から1e+10[1/s]まで変化させながら粘度の評価を実施しました。分子動力学の計算にはVSOP を使用しました (図1)。
図1. Simulation system under Lees-Edwards boundary condition
解析結果
図2 に、ずり速度に対して算出された粘度を両対数でプロットした結果を示します。ずり速度の低下と共に粘度が増加しますが、n-decane ではずり速度1e+10[1/s]以下では粘度が一定に近づいていく様子が見えます。
文献[1]でのGreen-Kubo 法での粘度の評価では、同条件でのn-decane が0.178[E-3Pa・s]、n-hexadecaneが1.17[E-3Pa・s]となっています。
図2. Evaluated viscosity
- ●参考文献
- [1] S. T. Cui, P. T. CUMMINGS and H. D. COCHRAN, Molecular Physics, 1998, 93, 1, 117-121
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