基于分子动力学模拟的低温氦气输运性质不确定性研究
化学物理
2024-06-18 v4
摘要
在本研究中，使用经典与量子框架计算了气态 4He 在温度范围 10 K 至 150 K、压力范围 0.10 MPa（1 atm）至 0.21 MPa 状态点下的扩散率、黏度和热导率等输运性质。在经典分子动力学模拟（MDS）中，采用了 Green-Kubo（GK）方法。GK 方法由于通量自相关函数中的随机涨落而具有固有的不确定性。此外，在 10 K 至 40 K 的温度范围内，氦气粒子的量子特性变得显著。所进行的经典 MDS 未包含这些效应，从而在计算结果中引入了不确定性。我们讨论了通过对自相关函数进行时间平均以减少统计涨落的有效方法，并在 Chapman-Cowling 理论内执行量子散射相移计算以研究量子效应。此外，本研究还提供了 10 K 至 150 K 低温极限下的输运性质数据，该范围在文献中鲜有研究，可应用于复杂系统。
引用
@article{arxiv.2211.05154,
title = {Uncertainties in the Transport Properties of Helium Gas at Cryogenic Temperatures Determined Using Molecular Dynamics Simulation},
author = {Kaanapuli Ramkumar and Swati Swagatika Mishra and Sudeep Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.05154},
year = {2024}
}
备注
29 pages, 6 figures, 5 tables