صفر تا صد محاسبه ضریب رسانندگی حرارتی با روش تعادلی گرین-کوبو

از دیدگاه نظری، رسانش گرمایی حالتی از جابجایی انرژی درون اجسام است که بر اثر گرادیان دما رخ می‌دهد. رسانش به معنای انتقال انرژی جنبشی ذرات ماده پاسخ‌پذیر است. رسانش در همه شکل‌های ماده پاسخ‌پذیر صورت می‌گیرد، یعنی در جامدها، مایعها، گازها و پلاسماها. در نمونه های بیان شده، گرما خودبه‌خود تمایل دارد از جسمی با دمای بیشتر به جسمی با دمای کمتر شارش یابد. از دیدگاه کاربردی نیز رسانایی حرارتی معیاری است که توانایی یک ماده در انتقال حرارت را مورد بررسی قرار می‌دهد. رسانایی حرارتی در میان ساختارهای اتمی گوناگون کاملا متفاوت است و آشنایی با آن در زمان مواجهه با شرایط خاص (مانند دماهای بسیار بالا/پایین، فشارهای بسیار بالا/پایین و …) اهمیت پیدا می‌کند. عوامل متعددی در رفتار حرارتی انواع مواد تاثیرگذار هستند. به عنوان نمونه، زمانی که ساختارهای فلزی در حالت خالص خود قرار دارند، معمولا با افزایش دما میزان رسانایی حرارتی آنها ثابت می‌ماند. این در حالیست که آلیاژهای فلزی با افزایش دما رسانش حرارتی بالاتری از خود نشان می‌دهند. بنابراین توانایی بررسی رفتار حرارتی در ابعاد اتمی که با شبیه سازی های دینامیک مولکولی امکان پذیر است، در موارد علمی و کاربردی بسیار با ارزش خواهد بود.

این بسته آموزشی، یک پکیج کامل در راستای آموزش نحوه محاسبه ضریب رسانندگی حرارتی انواع ساختارها با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی تعادلی و نرم افزار لمپس است. در این بسته نحوه محاسبه ضریب رسانندگی حرارتی در نمونه های اتمی در شرایط تعادلی و با استفاده از روش گرین-کوبو آموزش داده می شود. این پکیج شامل ویدیو آموزشی، کدهای ورودی نرم افزار لمپس، مقاله های مرجع پتانسیل، مقاله های مرجع شبیه سازی به منظور صحه سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی ها، تصاویر شبیه سازی، انیمیشن های شبیه سازی، فایل های اکسل مربوط به تحلیل نتایج و … است. ویدیو آموزشی این بسته به صورت گام به گام توسط دکتر روزبه ثابت وند تدوین شده است که از مهمترین موارد پرداخته شده دراین ویدیو می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• توضیح خط به خط کد ورودی نرم افزار لمپس به منظور محاسبه ضریب رسانندگی حرارتی در انواع ساختارهای اتمی با روش تعادلی گرین-کوبو
• بررسی شیوه انتخاب پتانسیل بین اتمی مناسب
• بررسی فرایند متعادل سازی ساختار اتمی شبیه سازی شده در شرایط اولیه تعریف شده
• رسم نمودار دما، انرژی پتانسیل و انرژی کل در حین فرایند متعادل سازی ساختار اتمی شبیه سازی شده
• نحوه استخراج نتایج عددی مربوط به شار حرارتی و ضریب رسانندگی حرارتی بدست آمده از خروجی های نرم افزار لمپس
• صحه سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی های انجام شده با یک مرجع معتبر
• آماده سازی تصاویر با کیفیت از ساختارهای اتمی شبیه سازی جهت ارائه در انواع مستندات علمی همچون پایان نامه، رساله و مقاله
• آماده سازی انیمیشن از روند تغییرات ساختاری در حین شبیه سازی های دینامیک مولکولی

بسته آموزشی “صفر تا صد محاسبه ضریب رسانندگی حرارتی با روش تعادلی گرین-کوبو” نیاز به هیچ پیش نیاز علمی و آموزشی نداشته و کاربر با یادگیری این بسته آموزشی قادر به  انجام شبیه سازی های دینامیک مولکولی مربوطه خواهد بود.

ویدیوی معرفی زیر نشانگر مراحل کلی طی شده در بسته آموزشی “صفر تا صد محاسبه ضریب رسانندگی حرارتی با روش تعادلی گرین-کوبو” است.