شبیه سازی دینامیک مولکولی تشکیل حباب بر روی سطح

بررسی مولکولی پدیده های ترموفیزیکی امروزه یکی از جذاب ترین مسائلی است که توجه دانشمندان را به خود جذب کرده است. دینامیک مولکولی به عنوان یکی از قوی ترین روش های موجود برای بررسی چنین پدیده هایی، کاربردهای فراوانی یافته است. حباب و فرایند تشکیل آن یکی از پیچیده ترین مباحث فیزیکی و مهندسی است. مقالات و تحقیق های زیادی در این زمینه به چاپ رسیده است، اما بررسی دقیق تر و جامع تر در این زمینه نیازمند بررسی ماهیت تشکیل آن از دیدگاه مولکولی است. در این رساله فرایند تشکیل حباب به روش دینامیک مولکولی مورد تحقیق قرار گرفته است. هدف اصلی این رساله بررسی عددی تاثیرات انحنای حباب بر روی کشش سطحی آن است. اثرات آبدوستی سطح بر روی شکل حباب و تاثیر مستقیم آن بر روی انحنای حباب نیز مورد بررسی قرار گرفته است. همین طور، صحت معادله یانگ-لاپلاس در توضیح رابطه ی میان پارامتر های حباب در ابعاد نانو به وسیله ی دینامیک مولکولی بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد فشار در فاز بخار تقریبا مستقل از شعاع حباب است، ولی فشار در فاز مایع به شعاع حباب وابسته است و با کاهش شعاع حباب (یا افزایش انحنای پوسته ی حباب) فشار فاز مایع منفی تر می شود. کشش سطحی در این تحقیق از معادله ی یانگ-لاپلاس و همین طور به طور مستقیم از روش دینامیک مولکولی محاسبه شده است. یکی از مهم ترین نتایجی که در این تحقیق بدست آمده آن است که مقدار کشش سطحی در نانو حباب با کاهش شعاع آن (یا افزایش انحنای پوسته ی حباب) افزایش می یابد.