СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ ЖИДКОЙ ВОДЫ

И. Н. Свистунов, А. С. Колокол, И. В. Пышин, А. Л. Шимкевич
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.1. С. 78-84.

Существует множество компьютерных моделей воды, причем выбор модели зависит от поставленной цели исследования. Ни одна из них не является абсолютно предпочтительной.
       Проведен многосторонний сравнительный анализ трех широко используемых моделей воды: трехточечной SPCE, четырехточечной TIP4PEW и пятиточечной TIP5PEW. В этих моделях выполнено молекулярно-динамическое исследование воды при нормальных условиях.
       Установлено, что наблюдаемые в численном эксперименте флуктуации температуры системы не чувствительны к размеру молекулярно-динамической ячейки в отличие от статического давления системы. Поэтому разработан метод минимизации статического давления в системе, который может быть использован для уточнения размера ячейки. Для каждой модели жидкой воды получены и верифицированы известными экспериментальными данными парные функции радиального распределения частиц, исследованы мгновенные снимки молекулярных конфигураций водородных связей в молекулярно-динамической ячейке. Определено среднее число водородных связей на молекулу воды, получена донорно-акцепторная характеристика сеток водородных связей молекул жидкой воды. Сделан вывод о применимости данных моделей (рис. 7, табл. 7, список лит. - 17 назв.).

Существует множество компьютерных моделей воды, причем выбор модели зависит от поставленной цели исследования. Ни одна из них не является абсолютно предпочтительной.
       Проведен многосторонний сравнительный анализ трех широко используемых моделей воды: трехточечной SPCE, четырехточечной TIP4PEW и пятиточечной TIP5PEW. В этих моделях выполнено молекулярно-динамическое исследование воды при нормальных условиях.
       Установлено, что наблюдаемые в численном эксперименте флуктуации температуры системы не чувствительны к размеру молекулярно-динамической ячейки в отличие от статического давления системы. Поэтому разработан метод минимизации статического давления в системе, который может быть использован для уточнения размера ячейки. Для каждой модели жидкой воды получены и верифицированы известными экспериментальными данными парные функции радиального распределения частиц, исследованы мгновенные снимки молекулярных конфигураций водородных связей в молекулярно-динамической ячейке. Определено среднее число водородных связей на молекулу воды, получена донорно-акцепторная характеристика сеток водородных связей молекул жидкой воды. Сделан вывод о применимости данных моделей (рис. 7, табл. 7, список лит. - 17 назв.).