マルチスケールシミュレーション・ソフトウェア

J-OCTA

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シミュレーション
散逸粒子動力学
界面張力
χパラメータ
溶解度パラメータ

DPDによる界面張力の評価

散逸粒子動力学(DPD)を用いて、水とオクタンの界面モデルの計算を実施しました。全原子分子動力学から得た各成分の溶解度パラメータ(SP値)をもとにFlory-Huggins χパラメータを推算して、DPDの相互作用パラメータを設定しました。最終的に得られた各方向の応力値から界面張力を評価したところ、実験値と良好な一致を示しました。
解析・利用例のポイント
  • DPDによる界面張力の評価
  • 溶解度パラメータから相互作用パラメータを決定
  • 実験値との一致

界面モデルの構築

水3000個、オクタン1000個のDPD粒子で界面を形成しました。上部が水、下部がオクタンの領域で、緩和後も界面が維持されています。J-OCTAのモデリング機能を用いることで、界面モデルは簡単に構築できます。

水とオクタンの界面モデル

界面張力の評価と実験との比較

各方向の応力値から界面張力を算出しました。時間変化を追跡し、平均値は50.1 [dyn/cm]と評価され、実験値51.7[dyn/cm]と良好な一致を示しました。

界面張力の時間変化

相互作用を変化させた際の界面張力変化

DPD計算の粒子間相互作用パラメータaijを変化させて界面張力を評価しました。DPDでの相互作用は斥力を意味するため、相互作用が強くなると界面張力も増加する傾向が確認されました。

界面張力と相互作用aijの関係
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