Thermal diffusion in Lennard-Jones fluids by Molecular Dynamics
THERMODIFFUSION DANS LES FLUIDES DE LENNARD-JONES PAR DYNAMIQUE MOLECULAIRE
Résumé
This work is related to the study of thermal diffusion, or Soret effect, through numerical microscale simulations. This cross transport process couples mass flux and thermal gradient and is still largely misunderstood. For this study, we have applied a non equilibrium molecular dynamics algorithm on mixtures of Lennard-Jones spheres. At first we have tested the validity of our simulations. Then we have shown that the results allow us to estimate the thermal diffusion in these model fluids thanks to simple correlations on molecular parameters. This scheme has been successfully applied on ternary mixtures as well. Elsewhere, results in porous medium have shown that the influence of adsorption on thermal diffusion process is predominant compared to the one of the geometrical confinement, this influence being generally weak, except in the thinnest and in the most attractive slit pores.
Ce travail porte sur l'étude de la thermodiffusion, ou effet Soret, par simulation numérique à l'échelle microscopique. Ce processus de transport croisé couple flux de masse et gradient thermique et est encore largement incompris. Pour cette étude, nous avons appliqué un algorithme de dynamique moléculaire hors équilibre à des mélanges de sphères de Lennard-Jones libres ou confinées. Après avoir testé la validité de nos simulations, nous avons montré que les résultats obtenus permettaient d'estimer la thermodiffusion dans ces fluides modèles à partir de corrélations simples sur les paramètres moléculaires. Cette démarche a été également validée sur des mélanges ternaires. Par ailleurs, les résultats de l'influence du milieu poreux sur la thermodiffusion ont montré la prépondérance des effets d'adsorption sur ceux liés au confinement. Cette influence restant faible dans la majorité des cas, exceptée pour les pores les plus fins et les plus attractifs.