Symulacje właściwości ciekłych metali

Kierownik projektu: Szymon Winczewski

Realizatorzy:

  • Walery Plechystyy

Politechnika Gdańska

Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

Gdańsk

Data otwarcia: 2017-02-01

Streszczenie projektu

Mówiąc o strukturze cieczy często używa się określenia "nieuporządkowana". Stwierdzenie to nie jest do końca prawdziwe, gdyż specyfika oddziaływań międzyatomowych sprawia, że nawet w cieczy można wyróżnić pewne podstawowe bloki strukturalne, a tym samym opisać porządek krótkozasięgowy. Często możliwe jest także opisanie uporządkowania średniego zasięgu. Opis struktury ciekłych metali stanowi istotny problem, zarówno ze względu na wyjątkowe znaczenie teoretyczne (rozwój modeli fazy ciekłej, badania przejść fazowych ciecz-ciecz), jak również ze względu na ich zastosowania praktyczne (przykład stanowić mogą tutaj chłodziwa stosowane w reaktorach jądrowych). Ponadto, zjawiska występujące w cieczy w okolicy punktu krzepnięcia mogą wpływać istotnie na strukturę materiałów wytwarzanych poprzez odlewanie, co nadaje w.w. problemowi dodatkowego znaczenia.
Projekt przewiduje zastosowanie metod symulacji w skali atomowej (metoda dynamiki molekularnej, metoda Monte Carlo) do zbadania właściwości fizycznych wybranych ciekłych metali. Uwaga zostanie skupiona na metalach wykazujących anomalie właściwości termofizycznych (np. ciekły bizmut wykazujący ujemną rozszerzalność cieplną). Za jeden z głównych celów stawia się wyjaśnienie obserwowanych anomalii, poprzez odwołanie do obrazu przemian strukturalnych zachodzących w wyniku zmiany temperatury. Kolejne etapy prac przewidują:
1) dobór stosownej metody opisu oddziaływań międzyatomowych, reprodukującej obserwowane eksperymentalnie anomalie,
2) przeprowadzenie symulacji zachowania badanych cieczy w okolicy temperatury krzepnięcia,
3) obliczenie właściwości termofizycznych (rozszerzalność cieplna, współczynnik dyfuzji, lepkość),
4) przeprowadzenie charakteryzacji struktury.

Publikacje

  1. Walery Plechystyy, Badanie struktury ciekłego bizmutu metodą dynamiki molekularnej, Lwowski Uniwersytet Narodowy im. Iwana Franki, Wydział Fizyki nie dotyczy, (2017) nie dotyczy
  2. S. Winczewski, J. Dziedzic, J. Rybicki, In-depth characterization of icosahedral ordering in liquid copper, Computational Materials Science n/d, (2019) n/d
  3. I. Shtablavyi, V. Plechystyy, S. Winczewski, S. Mudry, J. Rybicki, Structure and short range order features of liquid bismuth: XRD- studies and computer simulation method investigations, zostanie wybrane n/d, (2019) n/d
  4. V. Plechystyy, I. Shtablavyi, S. Winczewski, K. Rybacki, S. Mudry, J. Rybicki, Structure of the interlayer between Au thin film and Si-substrate: Molecular Dynamics simulations, Materials Research Express n/d, (2019) n/d
  5. V. Plechystyy, I. Shtablavyi, S. Winczewski, K. Rybacki, S. Mudry, J. Rybicki, Short-range order structure and free volume distribution in liquid bismuth: X-ray diffraction and computer simulations studies, Philosophical Magazine 100 (17), (2020) 2165-2182
  6. V. Plechystyy, I. Shtablavyi, K. Rybacki, S. Winczewski, S. Mudry, J. Rybicki, Surface diffusion and cluster formation of gold on the silicon (111), Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 101 (2), (2020) 49-59


← Powrót do spisu projektów

KONTAKT

Nasi konsultanci służą pomocą przyszłym i początkującym użytkownikom specjalistycznego oprogramowania zainstalowanego na Komputerach Dużej Mocy w Centrum Informatycznym TASK.

Kontakt w sprawach Komputerów Dużej Mocy, oprogramowania/licencji, grantów obliczeniowych, sprawozdań:

kdm@task.gda.pl

Administratorzy odpowiadają na maile w dni robocze w godzinach 8:00 – 15:00.