분자동역학(MD) 시뮬레이션을 이용한 조암광물의 열팽창 계수 산정

Calculations of the Thermal Expansion Coefficient for Rock-Forming Minerals Using Molecular Dynamics (MD) Simulation

MD 시뮬레이션을 이용하여 $\alpha$-quartz, 백운모, 조장석의 열팽창계수를 산정하였다. MD 시뮬레이션에서 가장 중요한 포텐셜 함수로는 부분이온성 두입자간 포텐셜을 이용하였다. 열팽창계수는 격자구조의 온도에 따라 변화를 NPT-ensemble 시뮬레이션을 통하여 계산하여 산정하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 시뮬레이션을 통하여 산정된 열팽창계수는 시험결과와 잘 일치하고 있으며, 유효한 수준의 결과를 보이고 있다.

We describe the calculation of thermal expansion coefficients of $\alpha$-quartz, muscovite and albite using a MD simulation method. The selection of interatomic potentials is important for the MD calculation, and we used the 2-body interatomic potential function. The coefficients are calculated using a differential operation of the temperature dependence of the lattice constant obtained from the NPT-ensemble molecular dynamics simulation. Reasonable agreement is found between the analytical results and measured data.