Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

The influence of parameters of molecular dynamics simulation for a correspondence with experiment on the example Zr-Cu metallic alloy

Martyna Zaborowska

Abstract

Molecular dynamics allows us to study the atomic structure and thermodynamic properties. An important element of molecular dynamics is selection of appropriate simulation parameters. Currently, few publications describe influence simulation parameters on the obtained results. The simulations have been made for Zr2Cu metallic glass, which is well known. Simulations were performed for various input parameters. Analyzing this simulations, the dependence of individual input parameters on the obtained physical parameters of the Zr2Cu was investigated. The theoretical results were compared with the experimental results. Within the confines of thesis, the influence of the loaded structure, timestep, skin, number of atoms, cooling rates, thermodynamic system and potential for simulation results were analyzed. The obtained thermodynamic and structural parameters of the metallic glass were taken into account. Thermodynamic parameters compared in thesis are melting temperature Tm, glass transition temperature Tg, specific heat cp and energy per atom. The structural parameters compared in thesis are radial distribution function and density of the structure. The received simulation output parameters such as runtime and the number of build atoms were also analyzed. The results indicate, that the main influence for simulation quality has interatomic potential. In this thesis was compared interatomic potentials proposed by H.W. Sheng and M.I. Mendelev. High correspondence with experiment was obtained for Mendelev’s potential. Selection of other parameters allows to manipulate of the simulation run, without crucial influence on the physical parameters of the system.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Martyna Zaborowska (FP) Martyna Zaborowska,, Faculty of Physics (FP)
Title in Polish
Wpływ parametrów symulacji dynamiki molekularnej na zgodność z eksperymentem na przykładzie stopu metalicznego Zr-Cu
Supervisor
Jerzy Antonowicz (FP/SD) Jerzy Antonowicz,, Semiconductors Division (FP/SD)Faculty of Physics (FP)
Przemysław Dzięgielewski (FP/SD) Przemysław Dzięgielewski,, Semiconductors Division (FP/SD)Faculty of Physics (FP)
Certifying unit
Faculty of Physics (FP)
Affiliation unit
Semiconductors Division (FP/SD)
Study subject / specialization
, Fizyka Techniczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
17-09-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Marek Maciaszek (FP/SD) Marek Maciaszek,, Semiconductors Division (FP/SD)Faculty of Physics (FP) Przemysław Dzięgielewski (FP/SD) Przemysław Dzięgielewski,, Semiconductors Division (FP/SD)Faculty of Physics (FP)
Keywords in Polish
dynamika molekularna, szkła metaliczne, Zr-Cu, potencjał oddziaływania
Keywords in English
molecular dynamics, metallic glasses, Zr-Cu, interatomic potential
Abstract in Polish
Dynamika molekularna pozwala na badanie struktury atomowej oraz właściwości termodynamicznych. Ważnym elementem dynamiki molekularnej jest wybór odpowiednich parametrów symulacji. Obecnie mało publikacji opisuje wpływ parametrów symulacji na otrzymane wyniki. Symulacje zostały wykonane dla szkła metalicznego Zr2Cu, którego właściwości są dobrze znane. Symulacje wykonano dla różnych parametrów wejściowych. Na ich podstawie zbadano zależności poszczególnych parametrów wejściowych z otrzymanymi parametrami fizycznymi związku Zr2Cu. Wyniki teoretyczne porównano z wynikami doświadczalnymi. W ramach pracy analizowany był wpływ wczytanej struktury, kroku czasowego, odległości dla jakiej budowana była lista sąsiednich atomów, liczby atomów, szybkości chłodzenia, wyboru zespołu termodynamicznego oraz potencjału na przebieg symulacji, parametry termodynamiczne i strukturalne. Parametry termodynamiczne porównywane w pracy to temperatura topnienia Tm, temperatura przejścia szklistego Tg, ciepło właściwe cp oraz energia przypadająca na atom. Parametry strukturalne porównywane w pracy to funkcja rozkładu radialnego oraz gęstość układu. Otrzymane wyniki wskazują, że największy wpływ na jakość symulacji ma wybór odpowiedniego potencjału oddziaływań. W pracy porównano potencjały opublikowane przez H.W. Shenga oraz M.I. Mendeleva. Dobrą zgodność z eksperymentem uzyskano dla potencjału Mendeleva. Dobór pozostałych parametrów pozwala na manipulowanie przebiegiem symulacji, bez większego wpływu na parametry fizyczne układu.
File
  • File: 1
    PracaInzynierska_MartynaZaborowska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 27284

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTbdc29da439384860bfecfb35d651e088/
URN
urn:pw-repo:WUTbdc29da439384860bfecfb35d651e088

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page