Почему моделирование воды так сложно?

На сегодняшний день существует несколько моделей воды. Тем не менее, не существует какой-то конкретной модели , которая эффективно и правильно передает все свойства воды. Такая модель, как TIP3P, дает мне термодинамически благоприятные значения, но коэффициент диффузии завышен. С моделью SPC/E все обстоит наоборот.

Почему так сложно точно смоделировать молекулу воды? Какие проблемы связаны с этим? Почему надлежащие квантово-механические расчеты ab initio для молекулы не могут дать мне должных результатов?

" Все свойства" - это слишком много, чтобы стремиться...
Я не уверен, что знаю какую-либо межатомную или межмолекулярную модель, которая точно дает «все свойства». Даже DFT (номинально довольно близкий к ab initio QM) не может этого сделать (и у него будут реальные проблемы с водой и взаимодействиями на большие расстояния).

Ответы (1)

Потому что турбулентность неизвестна.

Турбулентность - это поверхность в (внутри) жидкости. Это означает на молекулярном уровне то же самое; 1. если молекула воды влияет на соседнюю молекулу или 2. она не влияет на всю соседнюю молекулу.

  • Если эта поверхность есть (вариант 2), то на создание поверхностного натяжения расходуется энергия.
  • Если поверхности имеют большую разность скоростей, они ведут себя за счет трения и столкновения, а не упругих и/или вязких сил.

Это так называемая «проблема существования и гладкости Навье-Стокса», которая считается математической проблемой, хотя и является физической проблемой, поскольку предпосылки проблемы физически ложно определены.

У меня на столе лежит документ об этом с 2012 года. Но, похоже, пройдет некоторое время, прежде чем это будет признано. Вот кое-что, что может быть интересно; -или нет.

И если вы не хотите иметь какое-то причудливое объяснение на уровне КЭД; поверхность имеет электромагнитную силу, которая отталкивает все другие поверхности, и хотя эта сила мала, ее достаточно, чтобы удерживать части друг от друга, когда у них есть достаточная разница скоростей.

И эй, если вы не согласны с моим объяснением турбулентности, мой ответ все еще правильный. Вот почему «ваша» математика не работает; У тебя просто с физикой не так. Смело ищите свое «правильное».