Научная статья на тему 'СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ МЕТОДА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В ЗАМКНУТОМ НАНООБЪЕМЕ'

СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ МЕТОДА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В ЗАМКНУТОМ НАНООБЪЕМЕ Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
9
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ / МЕТОДЫ ЧАСТИЦ / МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА / ПОРЯДОК ТОЧНОСТИ / ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Еремин А. В.

Статья посвящена описанию процесса выбора параметров модели газа на базе метода молекулярной динамики. Выбран ряд допущений позволяющих анализировать результаты в рамках теории полимолекулярной адсорбции. Рассчитаны геометрические размеры такой системы.The article describes the process of selection of parameters for the molecular dynamics gas model. A number of assumptions, that allows to analyze the results in the theory of multilayer adsorption, are selected. The geometric dimensions of the system are calculated.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Еремин А. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ МЕТОДА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В ЗАМКНУТОМ НАНООБЪЕМЕ»

необходим существенный финансовый капитал. Именно поэтому капитализация российских банков является стратегическим направлением развития российского банковского сектора. На сегодняшнем этапе особая роль национальной банковской системы состоит в обеспечении устойчивого финансового подъема, расширении возможностей предприятий по привлечению финансовых ресурсов, в сохранении и приумножении сбережений граждан.

Использованные источники:

1.Информационное агенство REGNUM

https://regnum.ru/news/economy/2045142.html .

2.20 Федеральный закон от 02.12.1990 N 395 - 1 (ред. от 29.12.2015) «О банках и банковской деятельности» (с изм. и доп., вступ. в силу с 09.02.2016) [Электронный ресурс] // Консультант Плюс : [сайт информ. - правовой компании]. - [М., 2016]. - Режим доступа: http: // base.consultant.ru / cons / cgi / onlme.cgi?req=doc;base=LAW;n=183243

3.О динамике развития банковского сектора Российской Федерации в сентябре 2016 года

http://www.cbr.ru/analytics/print.aspx?file=bank_system/din_razv_16_09.htm&pi d=bnksyst&sid=itm_1155

4.Банки рассказали, почему в России снизились объемы кредитования экономики /https://ria.ru/economy/20161201/1482655064.html

5.Встреча с главой Центробанка Эльвирой Набиуллиной http://www.kremlin.ru/events/president/news/52885

6.ИА REGNUM .https://regnum.ru/news/economy/2169916.html

7.Зайцева О. В. Становление банковской системы Российской Федерации // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2016. - Т. 6. - С. 166-170. - URL: http://e-koncept.ru/2016/56069.htm.

УДК 51-72

Еремин А.В. студент магистратуры 1 курс, факультет «Электроники и приборостроения» Самарский национальный исследовательский университет имени

академика С.П. Королева Россия, г. Самара СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ МЕТОДА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В ЗАМКНУТОМ НАНООБЪЕМЕ Статья посвящена описанию процесса выбора параметров модели газа на базе метода молекулярной динамики. Выбран ряд допущений позволяющих анализировать результаты в рамках теории полимолекулярной адсорбции. Рассчитаны геометрические размеры такой системы.

Ключевые слова: численные методы, методы частиц, молекулярная динамика, порядок точности, численный эксперимент

SYNTHESIS OF PARAMETERS FOR MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF GAS PHASE IN CONFINED NANO VOLUME

The article describes the process of selection of parameters for the molecular dynamics gas model. A number of assumptions, that allows to analyze the results in the theory of multilayer adsorption, are selected. The geometric dimensions of the system are calculated.

Keywords: numerical methods, particle methods, algorithms, molecular dynamics, order of accuracy, numerical experiment

Выбор конфигурации системы является одним из самых важных этапов постановки численного эксперимента (ЧЭ). Параметры и допущения принятые во время разработки явным образом влияют на конечный результат вычислений и должны соответствовать поставленной задаче [1].

В данной работе на первое место ставится удобство сравнения результатов моделирования с известными из литературы данными. Для выполнения данного условия, были приняты следующие допущения:

• Система замкнутая с фиксированным кол-вом частиц

• Геометрически представлена параллелепипедом

• Все поверхности атомарно-гладкие

• Все, кроме одной, ограничивающие поверхности адиабатические и непроницаемые для частиц (упруго отражающие) [2]

• Одна поверхность адсорбирующая и осуществляющая теплообмен (обладает бесконечной теплоемкостью)

• В объеме отсутствует вещество, помимо пробы

• Все частицы (как газа, так и стенки) сферические

• Не рассматривается вращение и поляризация частиц

• Между собой частицы газа взаимодействуют по ПЛД6-12 [1, 3]

• Частицы газа взаимодействуют с частицами адсорбирующей поверхности по ПЛД5-10

Такая конфигурация делает синтезированную систему близкой по свойствам к описываемым теорией полимолекулярной адсорбции Брунауэра-Эммета-Теллера [4].

Следующим этапом в создании модели, стало проведение оценки вычислительной мощности имеющихся в доступе ЭВМ. Данное действие было направлено на выбор максимального кол-ва частиц в эксперименте, при котором время проведения одного опыта не превышало бы 20-25 минут. Был составлен синтетический тест времени выполнения алгоритмов для различного кол-ва частиц, результаты которого приведены на рисунках 1-3.

Рисунок 1 - Время выполнения алгоритма Бимана

500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

L t, ms

Force ca lculation

N -►

0

10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000

Рисунок 2 - Время выполнения расчета межмолекулярных сил

Рисунок 3 - Время выполнения!0А5 итераций

Из рисунка 3 видно, что при кол-ве частиц равном 10240, время выполнения ЧЭ близко к 25 минутам, что удовлетворяет сформулированному ранее условию.

Исходя из полученного ранее кол-ва частиц, можно рассчитать геометрические размеры системы. Запишем уравнение Менделеева -Клапейрона:

N

РУ = пЯТ = —ЯТ

(1)

N

У =-ЯТ

Т.к. все значения правой части теперь известны, рассчитаем объем:

10240*8.3145 Т лаТ

У =-* — = 1 4138 * 10-19 — (2)

У 6.0221 * 1023 Р 10 Р ()

L„~W = 5.2095 * 10-7 *

Jn

T P

Положим Lx = Ly = L = 4.5 * 10 8м. Тогда длина оставшейся грани Lz будет рассчитываться исходя из требуемых параметров Т и Р (температура и давление).

Использованные источники:

1.Frenkel D. Understanding molecular simulation. 2nd edition / Frenkel D., Smit B. // San Diego - San Francisco - New York - Boston - London - Tokio: Academic Press, 2002. 638 p.

2.Валуев A.A. Области применимости адиабатического приближения в методе молекулярной динамики / Валуев A.A., Каклюгин A.C., Норманн Г.Э. // Химическая физика 1996. Т. 15. № 2. С. 18-31.

3.Хеерман Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике. М.: Наука, 1990

4.Никифоров ИА. Лдсорбционные методы в экологии / Никифоров ИА. // учебное пособие. — Саратов : СГУ им. Н. Г. Чернышевского, 2011. — 45 с. 5Аксенова Е.В. Вычислительные методы исследования молекулярной динамики. / Aксенова Е.В., Кшевецкий М.С.// - СПб.:СПбГУ, 2009. - 50 с.

УДК 51-72

Еремин А.В. студент магистратуры 1 курс, факультет «Электроники и приборостроения» Самарский национальный исследовательский университет имени

академика С.П. Королева Россия, г. Самара РЕАЛИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМА ТЕПЛООБМЕНА НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ГАЗ-ТВЕРДОЕ ТЕЛО В МЕТОДЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ Статья посвящена описанию реализации механизма теплообмена между частицами газовой фазой и твердым телом в приложении метода молекулярной динамики. Предложен алгоритм, реализующий данный процесс. Проведен ряд численных экспериментов, направленных на анализ работоспособности предложенной схемы.

Ключевые слова: численные методы, методы частиц, молекулярная динамика, численный эксперимент, теплообмен

IMPLEMENTATION OF MECHANISMS OF HEAT TRANSFER AT THE INTERFACE OF GAS-SOLID IN THE MOLECULAR

DYNAMICS SIMULATION The article describes the implementation of the mechanism of heat transfer between the particles of the gas phase and the solid in the application of the

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.