To main content

Local Electric Field Factors in Dielectric Liquids by a Combined Molecular Dynamics and Charge-Transfer Point-Dipole Interaction Model

Abstract

På et atomært nivå, skyldes det lokale elektriske feltet i en dielektrisk væske punkt-ladningene og -dipolmomentene molekylene er bygget opp av. Summen av disse bidragene gir et divergent felt som er veldig ulikt det eksterne feltet væsken opplever. Å forstå de store fluktuasjonene i det lokale feltet på et atomært nivå er dermed veldig viktig for å forutsi fenomener som intreffer før elektriske overslag, slik som dannelsen av hot-spots. I denne oppgaven undersøkes lokale feltfaktorer på atom-posisjoner i fire ulike systemer i væskefase - sykloheksan, etyllaurat, n-tridekan og en løsning av pyren i sykloheksan. Dette er gjort med en kombinert ladningsoverføring og punkt-dipolmoment interaksjonsmodell på væskestrukturer som er tatt fra molecular dynamics simuleringer. De diagonale komponentene av de lokale feltfaktor-tensorene er presentert og analysert. De høyeste feltfakorene som blei observert var omtrent 2 for sykloheksan og 3 for etyllaurat og n-tridekan, som indikerer en henholdsvis dobling og tripling av feltet. De høyeste feltfaktorene blei funnet langs de lengste karbonkjedene i etyllaurat og n-tridekan, og på hydrogenposisjoner i sykloheksan. Temperaturavhengighet har også blitt undersøkt, og forskjellene var små for de to simuleringene. Resultatene viser at modellen kan brukes for å forutsi områder med høy risiko for elektrisk overslag i dielektriske væsker.
Read the publication

Category

Master thesis

Language

English

Author(s)

Affiliation

  • SINTEF Energy Research / Electric Power Technology
  • Norwegian University of Science and Technology

Date

16.06.2025

Year

2025

Publisher

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

View this publication at Norwegian Research Information Repository