شبیه سازی دانه بندی درشت آب

در بخش اول این پایان نامه یک مدل دانه بندی درشت برای آب که در آن هر پنج مولکول درون یک گوی قرار می گیرد، ارائه داده شده است. پتانسیل دانه بندی درشت با روش تکرار معکوس بولتزمن و با تکرار تطبیق تابع توزیع شعاعی دانه بندی درشت آب با تابع توزیع شعاعی هدف حاصل می شود و نشان می دهیم که در مدل دانه بندی درشت ارائه شده توازن مطلوبی بین هزینه محاسبات و دقت خواص ساختاری وجود دارد. در این جا ترجیح می-دهیم که از مدل معرفی شده توسط van gunsteren و riniker به جای شبیه سازی اتمی به عنوان مدل هدف استفاده کنیم. از مدل ارائه شده برای محاسبه ی تعدادی از خواص استاتیکی و دینامیکی آب شامل چگالی، ضریب انبساط گرمایی، تراکم پذیری هم دما، کشش سطحی و ضریب دیفیوژن استفاده می شود و اثر دانه بندی درشت روی این خواص مورد بحث قرار می گیرد. مشاهده می کنیم که مدل دانه بندی درشت در حالی که خواص ساختاری آب را به خوبی تولید می کند، دینامیک آن بسیار سریعتر از مدل اتمی است. در بخش دوم مدل های دانه بندی درشت موثری را برای ترسیم های مختلف با قرار دادن تعداد متنوعی از مولکول های آب در یک گوی ( 3 تا 10 مولکول آب در هر گوی ) توسعه می دهیم. در این جا نیز با استفاده از روش تکرار معکوس بولتزمن، پتانسیل برهم کنش موثر بین گوی ها را محاسبه می کنیم. در واقع پتانسیل از تکرار تطبیق توابع توزیع شعاعی مدل-های دانه بندی درشت با توابع توزیع شعاعی اتمی حاصل می شود. سپس تعدادی از خواص فیزیکی مثل ضریب انبساط گرمایی، تراکم پذیری همدما و ضریب نفوذ برای مدل های دانه بندی درشت ارائه شده محاسبه می کنیم . مطالعه و بررسی نتایج حاصل نشان می دهد با افزایش اندازه گوی سرعت شبیه سازی نیز افزایش می یابد، اما تعداد خواص کم تری را با این مدل ها نسبت به شبیه سازی در سطح اتمی، می توان به صورت صحیح به دست آورد. از بین مدل های ارائه شده، مدلی که در آن هر 9 مولکول آب در یک گوی قرار می گیرد، از نتایج مطلوب تر و دقیق تری برخوردار است.