مطالعه دینامیک ملکولیِ سیالِ لنارد-جونز در میدان گرادیان دما

گرادیان دما در یک مخلوط گاز یا مایع می‎تواند باعث ایجاد شار جرمی شود، و در نهایت یک گرادیان از چگالی ماده ایجاد کند. با وجود مطالعاتِ بسیار، منشا میکروسکوپیکی این پدیده – که اثر سُرِه نامیده می‎شود – هنوز مشخص نیست. اما اگر بتوان با استفاده از روش‎های دینامیک ملکولی، شرایط غیرتعادلیِ ناشی از گرادیان دما را به درستی شبیه‎سازی کرد، می‎توان امیدوار بود که دریچه‎ای برای درک رفتار واقعی ملکول‎ها در این شرایط گشوده شود. ما، برای ایجاد گرادیان دما، از دو دماپای نوز-هُووِر در دو دمای مختلف در دو طرف یک جعبه استفاده می‎کنیم. سپس یک تک ملکول متفاوت را در بستری از ملکول‎های یکسانِ حلال قرار می دهیم، و اثر وجود گرادیان دما بر پخش ملکولِ مهمان را بررسی می‎کنیم.

Molecular Dynamics Study of Lennard-Jones Fluid in the Presence of a Temperature Gradient

A temperature gradient across a fluid mixture leads to a net mass flux and buildup of a concentration gradient. The microscopic origin of this phenomenon “Thermodiffusion” despite all the theoretical and experimental work is still unknown. Molecular dynamic simulations ease the process of studying this problem and save time. One of the challenges ahead is simulating a system which represents the true canonical features and an authentic temperature gradient. Using Nosé-Hoover thermostat we ensure the generation of a canonical system. In this work, we utilize a pair of Nosé-Hoover thermostats, each sitting on either end of a cube containing N particles of atomic fluid Argon. Two thermostats function at two different temperatures, hence produce a temperature gradient in the cube. We investigate particles motion and density in the presence of a temperature gradient.