2017 Fiscal Year Annual Research Report
クラスレート水和物の相平衡条件の分子論的予測手法の開発
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15H02222
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40306874)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | クラスレート水和物 / 分子動力学 / モンテカルロシミュレーション / 相平衡 / 充填率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き，以下の2つのシミュレーションをそれぞれ行った．（1）クラスレート水和物／水／メタンの系において相平衡条件を決定するための分子動力学シミュレーションを行った．昨年度までにNVT一定（粒子数，体積，温度一定）の系でのシミュレーション方法は確立していたが，他のグループのNPT一定（粒子数，圧力，温度一定）のシミュレーション結果と異なっていたため，その要因を解析した．クラスレート水和物／水／メタンの系の三相平衡状態においては，温度または圧力が自由度となるため，本研究で行っているNVT一定条件が自然な条件であることが分かる．その上で，気相側で圧力を見積もる際にカットオフの影響について考慮すると相平衡条件が数百bar上方に移動していることが見積もれた．また，系を他の研究グループより大きくしたこと，長時間の計算を行ったこと等を総合的に判断し，原因を明らかにした．これからの結果をJ. Chem. Phys.に投稿した．さらに大きな系でカットオフを長くする計算を行うことで，本年度の解析結果を検証することができると考えている．（2）クラスレート水和物の中に充填されるゲスト分子の割合を計算するためにギブスアンサンブルモンテカルロシミュレーションを行った．昨年度までにメタンをゲスト分子とする場合については公刊論文として発表している．本年度は，メタン／エタン混合系，水素についてそれぞれ計算を行った．メタンと同様に充填率の計算を行うことが可能であることが分かった．これらの結果を公刊論文としてまとめるためにデータをさらに取得する必要があることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
相平衡状態を予測する分子動力学シミュレーションと充填率を予測するギブスアンサンブルモンテカルロシミュレーションの２つのシミュレーションを計画したが，それぞれ方法論を確立することができたため概ね順調に進めることができている．
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| Strategy for Future Research Activity |
2つのシミュレーションの方法についてはほぼ確立できたが，相平衡状態を見積もるための分子動力学シミュレーションについては，系の大きさとカットオフについて更なる研究が必要なことが明らかになった．今後は大規模系においてカットオフを長くした計算を行い，相平衡状態について解析を行う．
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Research Products
(9 results)
