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
分子動力学
蓄熱材
融点

蓄熱材の性能評価

糖アルコールであるマンニトールを対象に、分子動力学(MD)により融解潜熱を評価しました。結晶状態から温度を変更して、融点でのエンタルピー差から潜熱を算出しました。計算結果は実験値と良好に一致し、蓄熱材の性能予測に有効であることが示されました。
解析・利用例のポイント
  • 糖アルコールの融解潜熱計算
  • MDシミュレーションで状態変化を観測
  • 融解潜熱をエンタルピー変化から解析

糖アルコールの融解潜熱計算

マンニトールの単位結晶モデルと計算モデルが示されています。結晶状態から各温度に温度ジャンプを行い、その後一定温度で融解するかどうかを確認します。

(左)マンニトールの単位結晶モデル、(右)計算モデル

MDシミュレーションで状態変化を観測

各温度における密度と融解前後での構造変化が示されています。密度変化から融点は440Kと確認され、構造変化も視覚的に確認できます。

各温度における密度結果と融点前後の構造変化

融解潜熱をエンタルピー変化から解析

各温度でのエンタルピーの結果が示されています。融点440Kでのエンタルピー変化から融解潜熱は196.8kJ/kgと算出されました。

各温度でのエンタルピー結果
参考文献
  1. H. de Waard J. Phys. Chem. B 2010, 114, 429-436
  2. 稲垣、石田、 潜熱蓄熱材としての糖アルコールの理論的物性解析 分子科学討論会予稿 2014
解析内容の詳細
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