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临界点附近CO2物性畸变特性的分子动力学研究

唐佳 黄彦平 王俊峰 臧金光 刘光旭 刘睿龙

唐佳, 黄彦平, 王俊峰, 臧金光, 刘光旭, 刘睿龙. 临界点附近CO2物性畸变特性的分子动力学研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 73-79. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0073
引用本文: 唐佳, 黄彦平, 王俊峰, 臧金光, 刘光旭, 刘睿龙. 临界点附近CO2物性畸变特性的分子动力学研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 73-79. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0073
Tang Jia, Huang Yanping, Wang Junfeng, Zang Jinguang, Liu Guangxu, Liu Ruilong. Study on Molecular Dynamics of Singular Nature of Physical Properties near Critical Point in Carbon Dioxide System[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 73-79. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0073
Citation: Tang Jia, Huang Yanping, Wang Junfeng, Zang Jinguang, Liu Guangxu, Liu Ruilong. Study on Molecular Dynamics of Singular Nature of Physical Properties near Critical Point in Carbon Dioxide System[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 73-79. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0073

临界点附近CO2物性畸变特性的分子动力学研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0073
基金项目: 国家自然科学基金核技术创新联合基金项目(U1867218)
详细信息
    作者简介:

    唐 佳(1991—),男,博士研究生,现主要从事超临界二氧化碳物性及工程应用方面的研究,E-mail: 164692715@qq.com

    通讯作者:

    黄彦平,E-mail: hyanping007@163.com

  • 中图分类号: TL339; O552

Study on Molecular Dynamics of Singular Nature of Physical Properties near Critical Point in Carbon Dioxide System

  • 摘要: 通过分子动力学模拟方法,从微观角度研究了临界点附近CO2物性畸变特性。分子动力学模拟表明COMPASS力场在远离临界点时具有较高精度,在临界点附近精度较低但可反映密度畸变现象。通过划分模拟空间,获得体系密度涨落特性,分析表明,临界点附近存在很大的密度涨落,且临界点前后密度涨落值呈现不对称特性;在CO2分子上建立局部坐标,并定义了二聚体构型三参数描述方法,该描述方法能够全面描述二聚体构型分布,模拟结果显示在平行构型、T构型及十字构型中,T构型出现概率最高,3种构型的转变与物性畸变或存在紧密关联。

     

  • 图  1  密度模拟路径

    Figure  1.  Simulation Route of Density Simulation

    图  2  路径①模拟情况

    Figure  2.  Simulation Result of Route NO. 1

    图  3  路径②模拟情况

    Figure  3.  Simulation Result of Route No. 2

    图  4  路径③模拟情况

    Figure  4.  Simulation Result of Route No. 3

    图  5  路径③模拟情况(相对偏差)

    Figure  5.  Simulation Result of Route No. 3 (Relative Deviation)     

    图  6  沿临界压力p =7.38 MPa等压线温度变化时的密度涨落     

    Figure  6.  Density Fluctuation Variation for Different Temperature with Fixed Pressure (7.38 MPa)

    图  7  常见的二氧化碳二聚体构型

    Figure  7.  CO2 Dimer Structure

    图  8  文献[14]遗漏二聚体构型

    Figure  8.  Unforeseen CO2 Dimer Structure in REF.[14]

    图  9  CO2二聚体构型在三维空间的概率分布

    Figure  9.  Distribution in 3D Space of CO2 Dimer Structure

    图  10  CO2 3种二聚体构型分布概率情况

    Figure  10.  Distribution Probability of CO2 Dimer Structure

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-10
  • 修回日期:  2020-12-20
  • 刊出日期:  2021-08-15

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