Моделирование фотофореза аэрозольных частиц в разреженных газах и атмосфере Земли на основе использования метода Монте-Карло Текст научной статьи по специальности «Математика»

Численное статистическое моделирование и методы Монте-Карло 55

2. Смелов В. В. Задачи Штурма - Лиувилля и разложения функций в быстросходящиеся ряды. Издательство СО РАН, Новосибирск, 2000.

Моделирование фотофореза аэрозольных частиц в разреженных газах и атмосфере Земли на основе использования метода Монте-Карло

А. А. Черемисин

Институт химической кинетики и горения СО РАН

Email:aacheremisin@gmail.com

DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10101

Для моделирования седиментации и фотофореза сложных аэрозольных частиц и кластеров в разреженной газовой среде был разработан алгоритм расчета фотофоретических сил, действующих на частицу, а также сил вязкого трения и их моментов. Алгоритм основан на приближении свободномоле-кулярного режима газокинетической теории и оценке специальных матриц переноса методом Монте-Карло [1].

Ранее были представлены результаты приложения данного алгоритма к задаче моделирования фо-тофоретического взаимодействия аэрозольных частиц и кластеров. В настоящем докладе обсуждается фотофорез кластеров, состоящих из сферических первичных частиц; фотофорез частиц сложной формы, с поверхностью триангулированной или собранной из примитивов; некоторые способы оптимизации вычислений молекулярных траекторий; пересмотр теоретических представлений о возникновении гравитофотофореза; развитие концепции влияния фотофоретических сил на аэрозольную стратификацию в атмосфере; применение фотофореза в области геоинженеринга, в проектах, целью которых является компенсация эффектов глобального потепления.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 19-45-700008).

Список литературы

1. Cheremisin A. A. Transfer matrices and solution of the heat-mass transfer problem for aerosol clusters in a rarefied gas medium by the Monte Carlo method // Russian J. of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2010. V. 25, I.3. P. 209-233.

Методы Монте-Карло для решения неизотропного уравнения диффузии

И. А. Шалимова

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН

Новосибирский государственный университет

Email: ias@osmf.sscc.ru

DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10102

В работе рассматривается первая краевая задача для нестационарного неизотропного уравнения диффузии. На основе функции Грина для шара, куба и эллипсоида построены алгоритмы блуждания по соответствующим областям. Проведено сравнение эффективности соответствующих алгоритмов. Построенный ранее [1, 2] алгоритм блуждания по сферам на основе приближенной теоремы о среднем для неизотропного уравнения диффузии в силу ограничений на значения коэффициентов диффузии не позволяет решать задачи с произвольным разбросом диффузионных коэффициентов. Последнее послужило причиной поиска новых эффективных алгоритмов метода Монте-Карло для решения указанных задач. С помощью построенных алгоритмов решена задача о вычислении интенсивности катодолюми-несценции в кристаллах.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (код проекта 19-11-00019). Список литературы

1. Irina Shalimova, Karl K. Sabelfeld. A random walk on small spheres method for solving transient anisotropic diffusion problems, MCMA,2019, V25, (3). doi.org/10.1515/mcma-2019-2047.

2. Irina Shalimova, Karl K. Sabelfeld. Random walk on spheres method for solving anisotropic drift-diffusion problems, MCMA, 2018, V24, (1), pp.43-54.