Molekulární simulace a numerické metody v teorii tekutin

Mgr. Jan KREJČÍ

Disertační práce

Molecular simulations and numerical methods in theory of fluids

Anotace:

Předmětem předložené dizertační práce je studium termodynamických a strukturních vlastností modelové EXP6 tekutiny a možnosti jejich teoretického popisu. S~tím souvisí i studium Yukawovy tekutiny, kterou je možno použít jako obecný referenční systém pro popis reálných čistých nepolárních látek a to i pro oblast vysokých teplot a tlaků, tj. oblast, kde je nutno použít právě EXP6 model a kde obecně používaný Lennard-Jonesův model a s~ním související princip vyloučeného objemu selhávají. Cílem této práce proto bylo získat simulační metodou Monte Carlo, simulací v~Gibbsově souboru a metodou Mayerova vzorkování pro výpočet mnohonásobných integrálů data o~chování jak EXP6, tak i Yukawovy tekutiny, tj. jejich termodynamické a strukturní vlastnosti a vyšší viriální koeficienty. Z~hlediska teorie pak studovat možnost znalosti řešení Ornstein?Zernikeovy rovnice pro Yukawovu tekutinu pro popis EXP6 tekutiny a obecného použití viriálních koeficientů k~popisu termodynamických funkcí.

Abstract:

The goal of the thesis is to study the thermodynamic and structural properties of the EXP6 fluid and possibilities of their theoretical description. This is related to studing the Yukawa fluids, which can be used as a general reference system for the description of real non-polar substances, and also for the region of higher temperatures and pressures, i.e., the region where it is necessary to use the EXP6 model and where the commonly used Lennard-Jones model and the related principle of the excluded volume fail. The aim of this study has been to obtain data on the behavior of the EXP6 and Yukawa fluids, i.e., their thermodynamic and structural properties and higher virial coefficients, using the Monte Carlo simulation methods, simulation in the Gibbs ensemble and Mayer sampling method for the calculation of multiple integrals. From the point of theory then to study a possibility to make use of (i) the knowledge of the solutions of the Ornstein-Zernike equation for the Yukawa fluid to describe the EXP6 fluids and (ii) virial coefficients to describe the thermodynamic functions.

Klíčová slova

Teorie tekutin, numerické metody, Monte Carlo, Gibbsuv soubor, Mayerovo vzorkování, simulace, viriální rozvoj, viriální koeficienty

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 6. 2013

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 29. 8. 2013
• Vedoucí: prof. RNDr. Ivo Nezbeda, DrSc.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Fyzika / Počítačové metody ve vědě a technice