Υπολογιστική μελέτη ιδιοτήτων διαμόρφωσης τηγμάτων πολυαιθυλενίου υπό εκτατική ροή με τη μέθοδο monte carlo

Κωνσταντόπουλος, Λεωνίδας; Konstantopoulos, Leonidas

dc.contributor.author	Κωνσταντόπουλος, Λεωνίδας	el
dc.contributor.author	Konstantopoulos, Leonidas	en
dc.date.accessioned	2021-04-05T06:49:07Z
dc.date.available	2021-04-05T06:49:07Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53268
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20966
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μοριακή προσομοίωση	el
dc.subject	Πολυμερή	el
dc.subject	Υπολογιστική μηχανική	el
dc.subject	Πολυαιθυλένιο	el
dc.subject	Μέθοδοι monte carlo	el
dc.subject	Molecular simulation	en
dc.subject	Polymers	en
dc.subject	Computational mechanics	en
dc.subject	Polyethylene	en
dc.subject	Monte carlo methods	en
dc.title	Υπολογιστική μελέτη ιδιοτήτων διαμόρφωσης τηγμάτων πολυαιθυλενίου υπό εκτατική ροή με τη μέθοδο monte carlo	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-02-26
heal.abstract	Το πολυαιθυλένιο (PE) αποτελεί στις μέρες μας το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο θερμοπλαστικό υλικό, με ποικίλες εφαρμογές και ιδιαίτερη οικονομική σημασία. Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρήθηκε η σύνδεση των χαρακτηριστικών του σε μοριακό επίπεδο, με τις μακροσκοπικές ιδιότητες που καθορίζονται από τις απεικονίσεις του (configurations). Απώτερος στόχος αποτέλεσε η σύνδεση αυτών με τις ελαστικές/δυναμικές ιδιότητες του πολυαιθυλενίου, οι οποίες σχετίζονται άμεσα με τη συμπεριφορά του πολυμερούς κατά τη χρήση του και τις διαδικασίες επεξεργασίας του. Για την πρόβλεψη των ιδιοτήτων, πραγματοποιήθηκαν μοριακές προσομοιώσεις στο ημι-μεγα- κανονικό στατιστικό σύνολο (semi-grand-canonical ensemble) με τη μέθοδο Monte Carlo. Χρησιμοποιώντας την υπόθεση ότι η ενέργεια Helmholtz (A) του συστήματος μπορεί να περιγραφεί ως συνάρτηση της θερμοκρασίας (Τ), της πυκνότητας (ρ) και του τανυστή διαμόρφωσης (conformation tensor, c̃ ), μπορεί να επιτευχθεί η σύνδεση μεταξύ των ιδιοτήτων διαμόρφωσης των αλυσίδων, όπως το από άκρου εις άκρο διάνυσμά τους και η γυροσκοπική ακτίνα τους, με θερμοδυναμικές μεταβλητές, όπως ο τανυστής τάσης. Μια συζυγής μεταβλητή του τανυστή διαμόρφωσης, το τανυστικό πεδίο α, μπορεί να μεταβληθεί συστηματικά προκειμένου να μελετηθεί η συμπεριφορά του πολυαιθυλενίου σε καταστάσεις μόνιμης εκτατικής ροής διαφόρων ρυθμών παραμόρφωσης. Η «χαλάρωση» των μελετώμενων συστημάτων, η οποία περιλαμβάνει την αλλαγή του προσανατολισμού των αλυσίδων αλλά και αυτήν της χωρικής τους κατανομής, πραγματοποιήθηκε εφαρμόζοντας ένα μίγμα εννέα διαφορετικών κινήσεων Monte Carlo. Έμφαση δόθηκε στην εφαρμογή πολλαπλών κινήσεων αναγεφύρωσης (bridging), καθώς προσφέρουν τη δυνατότητα για πιο δραστική «χαλάρωση» των απεικονίσεων συγκριτικά με τις υπόλοιπες διαθέσιμες. Στόχοι της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν ο έλεγχος της υπάρχουσας μεθοδολογίας για την εφαρμογή των παραπάνω και η βελτίωσή της, όπου ήταν εφικτό, προκειμένου να προσομοιωθούν συστήματα πολυαιθυλενίου μεγάλου μοριακού βάρους (πεντακοσίων και χιλίων ατόμων άνθρακα ανά αλυσίδα) υπό συνθήκες εκτατικής ροής. Πραγματοποιήθηκε έλεγχος της ορθότητας των αποτελεσμάτων μέσω σύγκρισης με βιβλιογραφικά δεδομένα και με αποτελέσματα που προκύπτουν από θεωρητικά μοντέλα πολυμερών, όπως το μοντέλο ελεύθερα συνδεδεμένων αλυσίδων, το μοντέλο FENE και το μοντέλο Rouse. Tα αποτελέσματα της εργασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εκτενέστερη έρευνα των ιδιοτήτων διαμόρφωσης του πολυαιθυλενίου και των δυναμικών ιδιοτήτων του σε καταστάσεις ροής.	el
heal.advisorName	Θεοδώρου, Θεόδωρος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Αθανάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	107 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false