فایل­های خروجی نرم­افزار شامل REVCON، OUTPUT، REVIVE، HISTORY، STATIS، RDFDAT، ZDNDAT می­باشد.
۴-۴-۲-۱- فایل ساختار نهایی ذرات (REVCON)
این فایل پس از شروع شبیه­سازی ساخته می­ شود و در فاصله­های زمانی معینی ساختار لحظه­ای (موقعیت­ها، سرعت­ها و نیروها) ذرات سازنده سامانه در آن نوشته می­ شود و ساختار قبلی موجود در آن حذف می­ شود. بنابر­این، این فایل همواره شامل یک ساختار ذخیره شده از تمام ذرات سامانه در حین شبیه­سازی بوده است. قالب این فایل با قالب فایل CONFIG تفاوتی ندارد. برای انجام شبیه­سازی­های متوالی از فایل خروجی REVCON یک شبیه­سازی به­عنوان فایل ورودی ساختار CONFIG شبیه­سازی بعدی استفاده شده است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۴-۴-۲-۲- فایل خروجی اصلی شبیه­سازی (OUTPUT)
در ابتدای این فایل اطلاعات ورودی فایل­های CONTROL، FIELD، که برنامه شبیه­سازی بر­اساس آن­ها اجرا شده است چاپ می­ شود و سپس مقادیر لحظه­ای کمیت­هایی چون انرژی، دما، فشار، حجم و ابعاد شبیه­سازی در فاصله­های زمانی معینی نوشته می­ شود. در پایان، مقادیر این کمیت­ها به همراه مقدار افت وخیز جذر میانگین مربع (rms) برای هر کمیت ذکر می­ شود.
اگر برنامه­ی شبیه­سازی به واسطه­ بروز خطا در جریان اجرا، متوقف شود در انتهای فایلOUTPUT نوع خطای مربوطه ذکر خواهد شد.
۴-۴-۲-۳- فایل اطلاعات روند شبیه­سازی به زبان ماشین (REVIVE)
فایلی است که اطلاعات تا لحظه­ پایان شبیه­سازی یا لحظه­ قطع شدن اجرای برنامه در آن به زبان ماشین نوشته می­ شود.
برنامه­ی DL_POLY می ­تواند بسته به نوع و میزان اطلاعاتی که برای کاربر در یک شبیه­سازی اهمیت دارد، برخی از فایل­های خروجی دیگر را نیز در اختیار کاربر قرار دهد. این فایل­های خروجی عبارتند از: HISTORY، STATIS، RDFDAT، ZDNDAT برای این منظور قبل از شروع شبیه­سازی باید دستور­های کلیدی جهت ساختن فایل­های خروجی جانبی در فایل CONTROL نوشته شود.
در فایل HISTORY که دستور ساخت آن با لغت traj در فایل CONTROL داده می­ شود، تحول دینامیکی سامانه با گذشت زمان در فاصله­های زمانی معین نوشته می­ شود. بنابر­این فایل HISTORY شامل مکان، سرعت و نیروی وارد بر تک­تک اتم­های موجود در جعبه­ی شبیه­سازی در تعداد زیادی گام­های زمانی مختلف است و مسیر حرکت (Trajectory) هر اتم در طول زمان شبیه­سازی در این فایل ذخیره شده است. از این فایل برای ساخت تصاویر لحظه­ای و فیلم استفاده می­ شود.
فایل STATIS نیز که دستور ساخت آن با لغت کلیدی stats در فایل CONTROL داده می­ شود حاوی یک سری اطلاعات آماری در طول زمان شبیه­سازی است که بخش گرافیکی نرم­افزار (gui) با خواندن STATIS می ­تواند نحوه­ تغییرات انرژی، دما، فشار، حجم و … را با گذشت زمان حین اجرای برنامه یا پس از آن به کاربر نشان دهد.
در ادامه این تحقیق، در بخش (۴-۵) به محاسبه­ی انرژی آزاد گیبس جانشینی برای جانسینی­های مختلف در هیدرات گازیsI پرداخته می­ شود.
۴-۵- محاسبه­ی انرژی آزاد جانشینی­های مختلف هیدروژن سولفید به جای متان در هیدرات­های گازی sI
در این تحقیق، انرژی آزاد گیبس ناشی از فرایند­های مختلف جانشینی مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای مولکول مهمان متان در قفس­های بزرگ وکوچک هیدرات گازی sI محاسبه می­ شود. سلول واحد هیدرات گازی sI، شامل شش قفس بزرگ و شش قفس کوچک است. در شروع تمام این فرایند­های شبیه­سازی شده، در هریک از قفس­های کوچک و بزرگ یک مولکول متان قرار دارد (۲SCH₄-6LCH₄) و طبق واکنش­های جانشینی زیر هیدرات گازی sI یک­تایی، متان به هیدرات گازی sI دو­تایی (CH₄+H₂S) تبدیل می­ شود. این فرایند­های مختلف عبارتند:
۴-۵-۱- فرایند ۱: واکنش جانشینی یک مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای یک مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI
برای محاسبه­­ی انرژی آزاد گیبس از روش TI، از معادله­ زیر استفاده می­ شود:
(۴-۱۴)
براکت نشان­دهنده میانگین مجموعه ­ای برای هر کدام از مقدار­های است که شرایط کرانی از صفر تا یک در حال تغییر است. به­ طور عملی این شبیه­سازی را از ۰=λ تا ۱=λ با فاصله­ها ۰.۰۵ انجام می­دهیم و مقدار انتگرال معادله (۴-۱۴) برای محاسبه انرژی آزاد گیبس را به طور عددی انجام می­ شود. تابع انرژی پتانسیل برای این تبدیل به­ صورت معادله­ زیر نوشته می­ شود:
(۴-۱۵)
این فرمول زمانی صادق است که یک تابع غیر­خطی باشد که بین ۰ و ۱ به طور مداوم در حال تغییر باشد و حالت­های f(0)=0 و f(1)=1 در آن صدق کند. تابع مخلوط، تابع انرژی پتانسیل را از شکل واکنش­دهنده به شکل محصول تغییر می­دهد.
در این جا از تابع غیر­خطی معادله زیر استفاده شده است:
(۴-۱۶)
شرط کرانی از صفر تا یک است و پارامتر بین ۱۰ و ۱۱ انتخاب شده است.
برای رسم نمودار بر­حسب ، از فایل FREEDATA که از برنامه­ی خروجی فرترن استخراج می­ شود، استفاده شده است که با انتگرال­گیری از سطح زیر منحنی، می­توان مقدار را به­دست آورد.
واکنش انرژی آزاد گیبس جانشینی برای واکنشی که یک مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای یک مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI قرار می­گیرد در دمای ۵۰ کلوین محاسبه شده است. مقدارG ∆ محاسبه شده برابر با ۶.۶۱۶۷۰+ می­باشد که نمودار این واکنش جانشینی در شکل (۴-۹) آورده شده است.
شکل (۴- ۹) نمودار بر­حسب λ واکنش جانشینی یک مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای یک مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای ۵۰ کلوین
۴-۵-۲- فرایند ۲: واکنش جانشینی دو مولکول مهمان هیدروژن سولفید به­جای دو مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI
(۶L-CH₄,2S-CH₄) → (۲L-H₂S,4 LCH₄+2S-CH₄ )
نمودار برای واکنش جانشینی دو مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای دو مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI، در شکل (۴-۱۰) نشان داده شده است با انتگرال­گیری از سطح زیر منحنی مقدارG ∆ محاسبه شده این واکنش جانشینی برابر با +۲۸.۶۴۸۷۵ به­دست آمده است.
شکل (۴- ۱۰) نمودار برحسب λ در واکنش جانشینی دو مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای دو مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای ۵۰ کلوین
۴-۵-۳- فرایند ۳: واکنش جانشینی سه مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای سه مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI
(۶L-CH₄,2S-CH₄) → (۳L-H₂S,3 LCH₄+2S-CH₄ )
نمودار برای واکنش جانشینی سه مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای سه مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI، در شکل (۴-۱۱) نشان داده شده است با انتگرال­گیری از سطح زیر منحنی مقدارG ∆ محاسبه شده این واکنش جانشینی برابر با ۱۳.۵۹۵۲+ به­دست آمده است.
شکل ۴- ۱۱- نمودار برحسب λ در واکنش جانشینی سه مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای سه مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای ۵۰ کلوین
۴-۵-۴- فرایند ۴: واکنش جانشینی پنج مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای پنج مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI
(۶L-CH₄,2S-CH₄) → (۵L-H₂S,1 LCH₄+2S-CH₄ )
نمودار برای واکنش جانشینی پنج مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای پنج مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI، در شکل (۴-۱۲) نشان داده شده است با انتگرال­گیری از سطح زیر منحنی مقدارG ∆ محاسبه شده این واکنش جانشینی برابر با +۲۱.۵۹۷۲۶ به­دست آمده است.
شکل ۴- ۱۲- نمودار بر­حسب λ در واکنش جانشینی پنج مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای پنج مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای ۵۰ کلوین
۴-۵-۵- فرایند ۵: واکنش جانشینی شش مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای شش مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI
(۶L-CH₄,2S-CH₄) → (۶L-H₂S, +2S-CH₄ )
سهم انرژی آزاد گیبس جانشینی برای هیدرات گازی sI دوتایی (CH₄+H₂S) در واکنش جانشینی شش مولکول مهمان هیدروژن سولفید به­جای شش مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دما­ی ۵۰، ۷۰ و ۱۰۰ کلوین محاسبه شده است که نمودار آن در شکل (۴-۱۳) آورده شده است. برای محاسبه­ی، سهم واندروالس و الکتروستاتیک در سه دمای ۵۰، ۷۰ و ۱۰۰ کلوین، برای هیدرات گازی sI دو­تایی (CH₄+H₂S) در واکنش جانشینی شش مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای شش مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI، با صفر کردن بار مولکول متان در قفس­های بزرگ هیدرات گازی sI، در فایل ورودی FIELD،در دما­های ۵۰، ۷۰ و ۱۰۰ کلوین شبیه­سازی­ها تکرار شدند. برای محاسبه در هر از برنامه فرترن استفاده شده است. نمودار بر­حسب در شکل (۴-۱۳) نشان داده شده است با انتگرال­گیری از سطح زیر این منحنی، می­توان مقدار را به­دست آورد که مقدار به دست آمده از این طریق سهم واندروالس است که با کم کردن از سهم کل، می­توان سهم الکتروستاتیک را محاسبه نمود که نتایج آن در جدول (۴-۸) آورده شده است.
شکل ۴- ۱۳- نمودار بر­حسب ،در واکنش جانشینی شش مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای شش مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای ۵۰، ۷۰ و ۱۰۰ کلوین
با توجه به شکل (۴-۱۳)، مقادیر مثبت حاصل از تضعیف بر­همکنش­های متان با قفس هیدرات گازی sI، به ۵/۰ مربوط می­شوند در حالی که تقویت همزمان بر­همکنش­های هیدروژن سولفید با قفس هیدرات گازی sI، منجر به مقادیر منفی می­ شود که به مقدارهای ۵/۰ مربوط می­شوند.
جدول (۴- ۸) انرژی آزاد گیبس بر حسب در جانشینی با در شش قفس­ بزرگ هیدرات گازی sI در دمای ۵۰،۷۰ و ۱۰۰ کلوین.

T(K)

-۴۳.۱