• 제목/요약/키워드: penetrable-sphere model

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침투성 구형 모델에 관한 분자 전산 연구: II. 충돌 특성 (Molecular Simulation Studies for Penetrable-Sphere Model: II. Collision Properties)

  • 김춘호;서숭혁
    • 폴리머
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    • 제35권6호
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    • pp.513-519
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    • 2011
  • 침투 가능한 구형 모델 유체의 충돌 특성을 고찰하고자 분자 동력학 방법을 이용한 전산 모사를 수행하였다. 이로부터 다양한 범위의 입자 충전 분율 ${\phi}$ 및 척력적 에너지 ${\varepsilon}^*$ 조건에 대한 충돌 빈도수, 평균 자유 행로, 강체형 반사 충돌각 및 연체형 침투 충돌각의 분포도, 유효 충전 분율 등을 계산하였다. 낮은 척력적 에너지 조건에서는 연체형 충돌이 주된 특성이나, 반면 높은 척력적 에너지 조건에서는 강체형 충돌이 주된 요인이었다. 매우 흥미롭게도, 전체 충돌 빈도수에 대한 연체형 충돌비(또는, 강체형 충돌비)는 정준 앙상블의 몬테카를로 전산 모사에서 받아들임 확률(또는, 되돌림 확률)로 표시되는 볼쯔만 인자와 직접적으로 관계되었다. 이와 같은 거동 입자들의 동적 충돌 특성들은 ${\varepsilon}^*{\geqq}3.0$${\phi}{\geqq}0.7$ 범위의 높은 척력적 에너지 및 높은 충전 분율 조건에서 제한적이었으며, 이는 침투성 구형 모델에서 나타나는 클러스터 형성 구조를 함축하고 있다.

A Modified Enskog-Like Equation of Self-Diffusion Coefficients for Penetrable-Sphere Model Fluids

  • Suh, Soong-Hyuck;Liu, Hong-Lai
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권4호
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    • pp.1336-1340
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    • 2011
  • Molecular dynamics simulations have been performed to investigate the transport properties of self-diffusion coefficients in the penetrable-sphere model system. The resulting simulation data for the product of the packing fraction and the self-diffusion coefficient exhibit a transition from an increasing function of density in lower repulsive systems, where the soft-type collisions are dominant, to a decreasing function in higher repulsive systems, where most particle collisions are the hard-type reflections due to the low-penetrability effects. A modified Enskog-like equation implemented by the effective packing fraction with the mean-field energy correction is also proposed, and this heuristic approximation yields a reasonably good result even in systems of high densities and high repulsive energy barriers.

침투성 구형 모델에 관한 분자 전산 연구: I. 상태 방정식 (Molecular Simulation Studies for Penetrable-Sphere Model : I. Equation of State)

  • 김춘호;서숭혁
    • 폴리머
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    • 제35권4호
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    • pp.325-331
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    • 2011
  • 침투 가능한 수형 모델 유체의 방정식을 고찰하는 다양한 범위의 입자 충전 분을 ${\phi}$ 및 척력적 에너지 상수 ${\varepsilon}^*$에 대하여 분자 동력학 방법을 이용한 전산 모사를 수행하였다. 전산 모사로부터 얻어진 결과는 문헌에 보고된 고침투 근사식 및 저침투 근사식으로 알려진 두 가지의 한계적 이론식들과 직접 비교하였다. 낮은 척력적 에너지를 갖는 ${\varepsilon}^*$ <3.0의 경우 전산 모사 결과는 이들 두 이론식들과 일치하였으나, 반면 입자간 상호 포텐셜 에너지가 입자 자체 평균 운동 에너지의 두 배 이상 높은 척력적 에너지를 갖는 ${\varepsilon}^*{\geqq}3.0$의 경우 이들 이론식들 모두 전산 모사 결과를 재현하지 못하였다. 이는 특히 높은 입자 밀도와 높은 척력적 에너지를 갖는 ${\phi}{\geqq}0.7$${\varepsilon}^*$=6.0의 경우 입자들의 클라스터 형성 및 자체 입자 배제 부피에 따른 비연속적 크기 효과에 기인되었다.

비정상 3상소재의 유효전도율 (Effective Conductivity of Disordered Three-Phase Media)

  • 김인찬
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권3호
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    • pp.910-932
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    • 1996
  • A problem of determining the effective conductivity of a useful model of sphere-matrix type, disordered three-phase composite media is considered. Specifically, a three-phase media in which two-phase composite spheres, consisting of spheres of conductivity $k_2$((phase 2) and concentric shells of conductivity $k_3$(phase 3), are randomly distributed in a matrix of conductivity $k_1$( (phase 1) is considered. As for the structure models configuring three-phase composite media, three different structure models of PCS, PS-1 and PS-2 models are defined, which are analogous to well-established PCS, PS structure models of two-phase composite media. Futhermore, a generalized PS-PCS structure model is proposed to incorporate thesee three different models in one. Effective condectivity $k^{\ast}$of multiphaes composite media is greatly influenced by the phase connectivity of each disspersed phase material, as well as phase conductivities and phase volume fractions. Phase connectivity of three-phase PCS, PS-1, PS-2 composite media is quantified by the impentrability parameter $\lambda$. Mathematically rigorous first-order cluster bounds on $k^{\ast}$ are derived for these models of three-phase composite media, and as computation examples, first-order cluster bounds on $k^{\ast}$ for three-phase composites consisting of largely different phase conductivities are computed and compared as function of concnectivity parpmeter $\lambda$. Results and discussions are given.