Атомистическое моделирование параметров критической области золота с использованием кривой сосуществования жидкость-пар

V I Mazhukin ,Михаил Михайлович Дeмин ,Olga Nikolaevna Koroleva ,Анна Андреевна Алексашкина

doi:10.20948/prepr-2021-83

V I Mazhukin , Михаил Михайлович Дeмин + Show 2 more

Open Access

https://doi.org/10.20948/prepr-2021-83

Copy DOI

Journal: Keldysh Institute Preprints	Publication Date: Jan 1, 2021
License type: CC BY 4.0

Abstract

The liquid-vapor coexistence curve for gold was obtained by molecular dynamics (MD) modeling and the critical parameters were determined: temperature, density and pressure. The interaction potential of particles of the “embedded atom” family EAM is used. The critical temperature Tcr was determined from the results of MD simulation using the method of the average cluster size in the critical region. To clarify the value of the critical density, the empirical rule of the rectilinear diameter was used. The comparison of the simulation results of this work with the results of the assessment of the critical parameters of gold by other authors using different approaches.

Highlights

The liquid-vapor coexistence curve for gold was obtained by molecular dynamics (MD) modeling and the critical parameters were determined: temperature, density and pressure
The critical temperature Tcr was determined from the results of MD simulation using the method of the average cluster size in the critical region
A. Equation of state of metallic fluids near the critical point of phase transition // Phys

Summary

Математическая формулировка задачи

Метод молекулярной динамики основан на представлении рассматриваемого объекта в виде совокупности частиц, для которых записываются уравнения Ньютона. Для каждой частицы рассматривается масса mi, скорость vi и радиус-вектор ri. В начальный момент времени рассматриваемый объект представляет собой кристалл при температуре T, частицы расположены в узлах кристаллической решетки. Скорости частиц в начальный момент задаются как случайные величины, соответствующие распределению Максвелла при удвоенной температуре 2T. Точность результатов молекулярно-динамического моделирования существенно зависит от используемого потенциала взаимодействия частиц. МД моделирования металлов широкое распространение получили потенциалы семейства “погруженного атома” (EAM). Для определения теплофизических свойств золота, а также ветвей кривой сосуществования жидкость-пар и критических параметров золота в данной работе использовался потенциал (ЕАМ) из этого семейства, разработанный и протестированный на золоте в [34]. Полуэмпирический потенциал “погруженного атома” присутствует в пакете LAMMPS в виде таблиц [39]

Вычислительный алгоритм

Критическая температура Tcr и критическое давление Pcr

Кривая сосуществования жидкость-пар и критические параметры золота