甲烷水合物声子导热及量子修正

• 作者: 刘明 徐哲
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 甲烷水合物 分子动力学 热导率 声子模式分解 量子修正
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 热力学
• 页码范围: 1424-1431
• 页数: 7页
• 分类号: O551
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20190994

摘要

采用平衡分子动力学方法模拟了甲烷水合物的导热，给出了30~150 K甲烷水合物的热导率。采用量子修正对分子模拟结果进行处理，可以得到更接近实验值的结果。当模拟温度低于德拜温度时，量子效应对分子模拟结果的影响较大。通过对热流自相关函数拟合得到了声学声子和光学声子的弛豫时间。结果显示，声子弛豫时间随温度增加逐渐减小，声学声子导热在水合物的导热中比重最大。随着碳氧原子之间相互作用力的增加，碳氧原子之间振动的耦合程度增加，甲烷水合物的热导率增加。