关于计算受限流体和界面中的扩散系数及其在水的液-气界面上的应用
摘要：计算带有液体气体或液体固体界面的液体的自扩散张量的一般方法。在界面系统或受限液体中，基于计算随时间的平均平方位移，并从中提取渐近线性时间依赖关系的标准方法是无效的。本文提出的方法基于在分子系统上施加虚拟边界条件，并计算不同层次液体中的生存概率和指定时间相关函数，包括界面层。通过运行基于分子动力学和基于朗格朗日动力学的双重模拟，使用相同的边界条件，可以将朗格朗日生存概率在长时间上拟合到分子动力学计算的生存概率，从而确定扩散系数作为距离界面的层的函数。我们计算了水的扩散张量元素与距离水液气界面的距离的关系。远离界面时，扩散张量是各向同性的，如预期的那样，扩散系数的值为$Dapprox$ .22AA$^2$/psec，与在块体液体中找到的结果一致。在界面区域，扩散张量在轴向上具有各向异性，平行于界面表面的分量$D\_{parallel}approx$. 8AA$^2$/psec，垂直于界面表面的分量$D\_{perp}approx$. 5AA$^2$/psec。我们还证明了通过对分子系统施加适当的边界条件并计算与相同边界条件对应的扩散算子的本征函数的时间相关函数，可以计算受限几何中的扩散。
作者：Pu Liu, Edward Harder, and B. J. Berne
论文ID：physics/0311084
分类：Chemical Physics
分类简称：physics.chem-ph
提交时间：2007-05-23