Lennard-Jones简单流体的自扩散系数与密度的依赖性研究

作者：赵晨辰; 杨晓峰

来源：中北大学学报(自然科学版), 2023, 44(04): 346-351.

• Enskog理论
• Lennard-Jones流体
• 自扩散系数
• 分子动力学

基于平衡分子动力学模拟(EMD)的方法计算了Lennard-Jones(LJ)流体的自扩散系数。结合维里定理和能量均分定理分析了体系温度和密度对扩散的影响，并通过分子动力学模拟进行了验证。研究结果表明：原子的有效直径随温度的升高而减小，进而使自扩散系数与温度的2/3次方成正比；在中等温度部分，扩散系数大体上随密度的升高而减小。本文给出了流体自扩散系数与密度依赖关系的具体函数形式，这一函数在约化温度高于1.33,约化分子数密度为0.119 4～1.194 2的范围内可准确描述LJ流体的自扩散行为；如果约化密度大于1.298,原子扩散行为停止，LJ流体发生玻璃化改变。

• 单位
  物理学院; 中北大学