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高温氧混合物的转动振动态内能量转移与解离

化学物理 2022-11-01 v1

摘要

本工作利用高保真势能面和准经典轨迹计算,为 O2\text{O}_2+O2\text{O}_2 体系构建了转动振动态到态模型。该模型采用主方程方法研究解离环境中的内能量转移和非平衡反应过程,其中每个内转动振动态的动力学被显式计算。为应对表征反应性双分子碰撞的指数级大量的基元过程,假定碰撞伙伴的内态在给定内温下遵循玻尔兹曼分布。此过程使问题可解,将计算代价降低到与 O2\text{O}_2+O 体系相当的规模。所构建的转动振动特异动力学数据库覆盖 7500-20000 K 温度范围。对等容等温条件下能量转移与解离过程的分析表明,在能量转移和解离阶段显著偏离平衡玻尔兹曼分布。将 O2\text{O}_2 分子的布居分布与 O2\text{O}_2+O 比较,显示出更显著的非平衡程度,其分布更弥散且振动链更易辨识。这部分归因于转动振动态混合效率较低,导致准稳态分布中转动振动分布更弥散。对组合 O3\text{O}_3+O4\text{O}_4 体系的主方程分析表明,O2\text{O}_2+O2\text{O}_2 主导能量转移早期阶段,而 O2\text{O}_2+O 控制解离动力学。这些发现将为未来氧化学的发展提供坚实的物理基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.17481,
  title  = {Rovibrational Internal Energy Transfer and Dissociation of High-Temperature Oxygen Mixture},
  author = {Sung Min Jo and Simone Venturi and Jae Gang Kim and Marco Panesi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17481},
  year   = {2022}
}