НАНОСИСТЕМЫ

Автокорреляционная функция скорости и коэффициент самодиффузии в больших молекулярно-динамических моделях жидкого аргона и воды

Наберухин Ю.И., Аникеенко А. В., Волошин В.П.
Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского, Сибирское отделение РАН, http://www.kinetics.nsc.ru/
Новосибирск 630090, Российская Федерация
E-mail: naber@ngs.ru, anik@kinetics.nsc.ru, voloshin@kinetics.nsc.ru

Поступила 28.04.2021, рецензирована 07.05.2021, принята 31.05.2021

Аннотация. В моделях жидкого аргона и воды рассчитаны автокорреляционные функции скорости частиц Z(t) методом молекулярной динамики. Большой размер моделей (больше сотни тысяч частиц) позволил проследить эти функции до 50 пикосекунд в аргоне и до 10 пикосекунд в воде и добиться точности расчёта, достаточной для аналитического анализа их формы. Проанализировано различие в определении коэффициента самодиффузии, даваемое законом Эйнштейна и интегралом от Z(t) (интеграл Грина-Кубо), которое в лучшем случае составляет 3%. Асимптота функции Z(t) в аргоне близка по форме к предсказуемому гидродинамикой виду αt–3/2, но с амплитудой, зависящей от рассматриваемого интервала времени. В воде асимптота Z(t) не имеет ничего общего с таковой в аргоне: у неё α < 0 и показатель близок к -5/2, а не к -3/2.

Ключевые слова: законы диффузии Эйнштейна и Грина-Кубо, асимптота автокорреляционной функции скорости

УДК 538.91

РЭНСИТ, 2021, 13(2):149-156 DOI: 10.17725/rensit.2021.13.149.

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/386/13(2)149-156.pdf