پیش‌بینی رفتار رئولوژیکی چند هیدروکربن خطی به کمک شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

در کار حاضر به کمک شبیه‏سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی، رفتار رئولوژیکی هیدروکربن‏های خطی در شرایط نانو بررسی شده است. سیستم شبیه‏سازی به صورت جریانی متشکل از مولکول‏های هیدروکربن مورد نظر، محدود شده میان دو دیواره مولکولی موازی است. با ایجاد جریان برشی در سیستم از طریق حرکت صفحه بالایی با سرعت ثابت و بررسی تغییرات گرانروی با نرخ برش، می‏توان رفتار رئولوژیکی هیدروکربن‏ها را بررسی کرد. گرانروی هیدروکربن‏ها با انتگرال‏گیری از معادلات حرکت نیوتن و سپس محاسبه تنسور تنش و نهایتاً تقسیم تنسور تنش بر نرخ برش اعمال شده، به دست می‏آید. برنامه محاسباتی نوشته شده برای انجام شبیه‏سازی دینامیک مولکولی در دو مرحله، ابتدا برای چهار هیدروکربن‏ کوچک (متان، اتان، پروپان و نرمال-بوتان) و سپس برای یک هیدروکربن‏ بزرگ (C100H202) اعتبارسنجی شده و پس از انطباق نتایج با داده‏های تجربی و شبیه‏سازی‏های مشابه، نتایج شبیه‏سازی برای چندین هیدروکربن دیگر ارائه شده‏اند. با توجه به نتایج به‌دست آمده، مشخص شد با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی، گرانروی سیال افزایش می‌یابد. به علاوه نتایج شبیه‏سازی‏ها؛ نوعی رفتار غیرنیوتنی شبه‏پلاستیکی مبتنی بر قانون توانی را در هیدروکربن‏ها نشان می‌دهد.