Porous media system has been important field for observing diffusion of fluids in many fields. In our researches, the theme is divided two kinds of things.In complex system, dynamics of fluid particles has been interested in many researches such as supercooled-liquid, glass, cell membrane. Commonly as fluid particle diffuse in homogeneous system, their diffusion dynamics is Fickian diffusion that is similar with nor- mal diffusion and density distribtion of particles(≡ Gs(r,t)) has Gaussian shape. However, in complex system, although the particles do Fickian diffusion, Gs(r,t) has non-Gaussian behavior and time correlation function, U(t) shows unexpected behavior, that is stretched exponential. Because the system exists spatially heterogeneous. We depict the complex system as making random porous media by changing the density of media. And probes are dumbbells for observing rotational dynamics. We can identify the three things in heteroge- neous system. First, the mean square angle displacement is linear in time at all density of media even if mean square displacement is non-linear with time above φc. Second, although the particles do normal rotational diffusion, the angular density distribution of dumbbells has non-Gaussian distribution with the oscillatory behaviors above φc and U(t) is not expo- nential but stretched-exponential. Third, above the φc, each dumbbell has different density distribution(P(DR)) and relaxation time in U(t). The reason of these things is spatially het- erogeneous.As particles diffuse in the disordered system, the diffusion of particles has an effect on surrounding environment. Diffusion of particles is important in a various fields such as porous media, materials of electrylte. Many researches focused on diffusing particles in the disordered system by using Lorentz model and discontinuous potential due to defining exactly path of fluids. Through the mean square displacement, how particles diffused in the system elucidated as changing immobile particles fraction. As the media fraction increased near the percolation threshold (φc), the particles did anomalous diffusion due to begining to disappear on connecting network. So some particles were confined in the pore. And also, through the scaling theory, the diffusion of particles correlated D ∼ (φc − φ)μ and related with mean square displacements scaling analysis. We use the continuous potential: Weeks- Chandler-Anderson potential with quenched particles. While we change density of media, we confirm the mean square displacements and predict the percolation threshold(φc) with exponents value through the scaling theory in continuous potential system.
유체의 다공성 시스템에서 확산 현상은 현재까지도 중요한 연구 분야이다. 과냉액체, 유리, 세포막과 같은 복잡한 시스템에서의 유체 동역학은 많은 연 구들을 통해 관심을 가져왔다. 일반적으로 균일한 시스템에서 유체의 확산 은 Fickian확산 즉, 정상적인 확산 현상을 가지고 그 때의 확률밀도함수는 가우시안 모양을 가지게 됩니다. 하지만, 복잡한 시스템 즉, 불균일한 환경 에서는 입자들이 정상적인 확산을 할지라도 확률밀도함수가 가우시안이 아 닌 모양을 가지고 U(t)가 예상하지 못한 모양을 가지게 됩니다: 입자들이 공 간적 불균일 상태에 존재하기 때문입니다. 이번 연구를 통해 주변의 입자들 의 밀도를 바꿔 시스템을 공간적으로 불균일한 상황을 만들 후 움직이는 입 자들의 동역학을 보았습니다. 덤벨 모양을 이용하여 위치에 따른 입자의 확 산뿐만이 아니라 회전에 관한 확산에 초점을 맞추어 연구를 하였습니다. 불 연속적인 포텐셜을 이용하여 이차원상 공간에서 고정된 입자들의 밀도를 바 꿨을 때 움직이는 입자들의 회전확산이 어떻게 변하는지를 확인해보았습니 다.입자가 불규칙한 공간에서 움직일 때, 입자의 확산은 주변의 공간적인 환경 에 많은 영향을 받게 됩니다. 다공성 구조에서 입자의 확산, 전해질의 확산 과 같은 시스템에서 물질의 확산은 중요한 영역입니다. 입자들이 움직일 수 있는 연결된 길이 사라지게 되면 더 이상 확산을 할 수 없기에 이런 환경의 조건들이 중요하게 여겨졌습니다. 입자들이 주변의 밀도에 따라 어떻게 바 뀌는지, 스케일링 관계식에 잘 적용이 될 수 있는지는 지금까지 대부분의 연구들은 불규칙한 공간에서 로렌츠 모델이나 반발력만 존재하는 불연속적 인 포텐셜을 가진 시스템에서 연구해왔습니다. 연속적인 포텐셜에서는 입자 들이 움직이는 길들에 대해 명확하게 정의를 할 수 없었기 때문입니다. 이 번 연구를 통해 연속적인 포텐셜을 이용하여 입자들의 확산이 어느 시점에 서 바뀌면서 스케일링 식이 잘 맞는지를 알아보고자 하였습니다.