电解质溶液自扩散系数的布朗动力学模拟

摘要

采用布朗动力学方法对电解质溶液进行了模拟, 在传统布朗动力学的基础上综合考虑了流体力学的影响, 并且引入Smart Monte Carlo方法的接受概率, 避免了离子不现实的移动和位型重叠, 这样不仅可以将模拟过程中的时间步长大幅度提高, 而且还可使溶质在相空间的演化过程更接近实际. 模拟过程以电解质溶液的原始模型为基础, 将溶剂看作连续介质, 溶质分子之间的相互作用采用软核加静电的势能函数模型, 长程静电力采用Ewald加和的处理方法. 模拟得到KCl和NaCl溶液的径向分布函数g+-(r), g++(r)和g--(r), 并与文献中HNC计算以及模拟的结果进行比较, 使用推广的Green-Kubo公式模拟计算溶液中各种离子的自扩散性质, 计算结果与实验数据吻合良好.