一个改进的联合原子潜力用于分子动力学模拟n-基的和性质的n-基
Wazih Tausif1, Jordan Hartfield1, Alex George1
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Missouri University of Science and Technology, Rolla, Missouri 65409, USA.
这项研究为分子动力学 (MD) 模拟引入了改进的联合原子 (UA) 潜力,准确预测n-alkane属性. 新的潜力显著提高了和密度和其他关键性质的预测.
科学领域:
- 物理化学 物理化学
- 计算化学的计算化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 联合原子 (UA) 电位用于模拟n-基.
- 现有的UA潜力显示了分子动力学 (MD) 模拟预测和性质的局限性.
- 在不均系统中准确计算远程分子间力量存在挑战.
研究的目的:
- 开发一套新的UA Lennard-Jones (LJ) 对n-的相互作用参数.
- 使用MD模拟,准确地复制n-基 (C4-C22) 的实验和性质.
- 提高和液体和蒸汽密度,蒸汽压力,关键性质,表面张力,蒸发热量和液体粘度的预测.
主要方法:
- 开发改进的UA (I-UA) 潜力与新的LJ参数.
- 使用MD模拟与截断的LJ相互作用.
- 将模拟结果与对n-基 (C4-C22) 的实验数据进行比较.
- 提供液蒸气平衡MD模拟的LAMMPS代码.
主要成果:
- I-UA潜力实现了1.6% (液体密度),2.3% (蒸汽密度),2.8% (蒸汽压力) 和0.3% (临界温度) 的平均绝对偏差.
- 其他属性,如临界密度 (2.7%),临界压力 (4.3%),表面张力 (4.4%),蒸发热量 (2.1%),粘度 (14.3%) 也得到了改进的准确性.
- 开发的LAMMPS代码有助于对各种n-基进行模拟.
结论:
- 拟议的I-UA潜力显著提高了MD模拟对n-基的和性质的准确性.
- 这项工作解决了在不均系统中预测远程分子间力量的局限性.
- 提供的LAMMPS代码是进一步研究n-alkane特性的一个有价值的工具.
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