Efficient computational models and methods for investigating local polymer dynamics
Verimli hesaplama model ve yöntemleri ile yerel polimer dinamiğinin araştırılması
- Tez No: 50472
- Danışmanlar: PROF.DR. İVET BAHAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Polimerler, Polymers
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Polimerlerin dönme açılarının izomerleşmesine bağlı yerel olaylar hesaplama yöntemlerinde verimliliğe önem verilerek araştırılmıştır. Brownian ve moleküler dinamik (BD ve MD) yöntemleri sistemdeki parçacıkların bir zaman dilimi boyunca koordinatlarım verir. Yan grupların etkisini bu dinamik simülasyon yöntemlerine verimli şekilde uyarlayan bir algoritma geliştirilmiştir. BD'nin deneysel yöntemlerde elde edilen sonuçlara uygun olduğu gösterilmiştir. Daha belirgin problemleri çözmek amacıyla ortaya atılmış hesap yöntemleri de kullanılmıştır: Dinamik dönme izomerleri (DRIS) modeli çözünmüş haldeki zincirlerin yerel dinamiğini incelemek için kullanılmaktadır. Kooperatif kinematik (CK) ise polimerlerin yoğun ortamdaki dinamik davranışını gözlemlemek için kullanılan bir hesaplama yöntemidir. DRIS ve CK sonuçlarının BD ve MD yöntemleri ve deneylerle benzer olduğu gösterilmiştir. MD, BD, DRIS ve CK yerel dinamiği çeşitli yönleriyle araştırmak üzere kullanılmıştır. Sonuçlar, yerel olayları genel bir bakış açısından açıklamaktadır: Zincir boyunca oluşan büyük ölçekli hareketler, yaklaşık on bağa sıkışmış yerel hareketlere yol açar. Buna bağlı olarak, komşu bağlarda büyük ve küçük ölçekli dönme hareketleri, bağların uzayda yön değiştirmesi, ve atomların uzayda hareketi oluşan başlıca mekanizmalardır. Bu rahatlama mekanizmaları zincirin geometrisince kontrol edilmektedir. Öte yandan zincirin içinde bulunduğu ortam hareketin karakterini değil büyüklüğünü belirlemektedir. Belirtilen tüm mekanizmalar minimumlar arasındaki atlamalar ve titreşimlerin etkileşmesiyle oluşmaktadır. Bunlar arasındaki iletişim özellikle konformasyonlar arasındaki atlama anında öne çıkmaktadır. Literatürdeki birçok çalışmada yavaş rahatlama hareketlerinden bağımsız kabul edilen titreşimlerin aslında raslantısal olmadığı görülmüştür. Aksine, bunlar yerel zincir yönünü sabit kılacak şekilde çalışmaktadır. Böylece izomerleşme amuda ortaya çıkan yön değiştirmeler büyük ölçekte zincir konformasyonunu fazlaca bozmadan sabitleştirilmektedir.
Özet (Çeviri)
rv ABSTRACT Local phenomena related to the isomerization of torsional angles in polymers are studied using computational tools with emphasis on the problem of efficiency. Brownian and molecular dynamics (BD and MD) methods reproduce the time evolved coordinates of the particles in the system. An efficient algorithm to incorporate the effect of side-groups into these dynamic simulation methods is proposed. BD is demonstrated to give results that are in agreement with experimental findings. Other methods which are suitable for the solution of more specific problems are also used: Dynamic Rotational Isomeric States (DRIS) method is utilized to probe local dynamics of chain molecules in solution. Cooperative Kinematics (CK), on the other hand, is a computationally inexpensive method for observing dynamic behavior in the bulk state. The results from DRIS and CK are shown to compare well with those from BD and MD, respectively. These are also in agreement with experimental findings. MD, BD, DRIS, and CK are used to study various aspects of local dynamics. The results provide a clear picture of local phenomena: Disturbances along the chain are accommodated by local motion confined to a segment often bonds approximately. Mainly, large and small amplitude torsions in neighboring bonds, spatial reorientation of bonds, and translational motion of chain atoms occur. The exact mechanism of relaxation behavior is dictated by the geometry of the backbone bonds. The state of the environment, on the other hand, alters the amplitudes of motion only. All of the mentioned mechanisms are composed of the combined effect of rotameric jumps and librational motions. Coupling between the two is particularly enhanced during the passage over the rotation barrier. It is now known that librational motions which are generally assumed to be decoupled from the slow relaxation processes in polymer chains in many studies in literature are not random. On the contrary, they are highly directed so that local chain direction is preserved and the reorientations induced by isomeric jumps are accommodated without significant distortion of chain conformation on a large scale.
Benzer Tezler
- Benzin motorlarında indirgenmiş kinetik model uygulaması
Reduced chemical kinetic model application to spark ignition engines
CÜNEYT UYKUR
- Kararlılık analizinde kullanılan senkron makina modelleri
Synchronous machine models used in stability analysis
MEHMET S. KÜÇÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. M. EMİN TACER
- Chemical kinetic modelling of autoignition under conditions relevant to knock in spark ignition
Kıvılcım ateşlemeli motorlarda vuruntu şartlarında kendiliğinden tutuşmanın kimyasal kinetik modellemesi
HAKAN SERHAD SOYHAN
- İstanbul Metrosunda uygulanan derin kazı destek sisteminin bilgisayar modelinin araştırılması
Computer modelling of the deep excavation support system which was applied in istanbul subway construction
SİNE AVŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKİN NASUF
