Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0213U003931, 0110U001832 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Теоретичні дослідження та математичне моделювання термодинамічних і кінетичних процесів в неідеальній плазмі та твердому тілі

Назва етапу роботи

Літературний огляд з теми проекту. Аналіз сучасного стану досліджень термодинамічних і кінетичних властивостей неідеальної плазми і кристалічних бінарних сполук. Постановка задач дослідження Дослідження елементарних процесів і розрахунок вкладів різних типів взаємодії між частинками в термодинамічні і кінетичні властивості неідеальної плазми і кристалічних бінарних сполук Аналітичне виведення моделі рівняння стану і методики розрахунку кінетичних коефіцієнтів неідеальних невпорядкованих хімічно реагуючих систем, плазми і кристалічних бінарних сполук. Розробка і тестування програмного забезпечення для чисельних розрахунків термодинамічних і кінетичних властивостей неідеальної плазми і кристалічних бінарних сполук Широкодіапазонні чисельні розрахунки термодинамічних і кінетичних властивостей неідеальної хімічно активної плазми і кристалічних бінарних сполук

Керівник роботи

Муленко Іван Олексійович,

Дата реєстрації

08-02-2013

Організація виконавець

Миколаївський національний університет імені В.О. Сухомлинського

Опис етапу

Науково-дослідна робота присвячена вивченню фізичних процесів, що відбуваються в неідеальній хімічно-реагуючій плазмі та кристалічних ґратках твердотільних бінарних сполук. Об'єкт дослідження даної роботи - елементарні процеси в неідеальній багатокомпонентній плазмі, термодинамічні, оптичні та транспортні властивості, фазові переходи в неідеальній плазмі; електронні властивості, зонна структура, термодинамічні потенціали бінарних сполук, структурні фазові переходи в твердих тілах. Метою роботи було теоретичне дослідження та математичне моделювання термодинамічних і кінетичних процесів в неідеальній хімічно активній плазмі і бінарних твердотільних сполуках. Методи дослідження: метод хімічної термодинаміки, метод кінетичного рівняння, метод псевдо потенціалу, метод функціоналу густини, методи комп'ютерної алгебри, чисельні та аналітичні методи розв'язання диференціальних та інтегро-диференціальних рівнянь. В роботі враховано міжчастинкова взаємодія різних сортів заряджених і нейтральних частинок на фоні хімічних реакцій; проведено єдиний спосіб усереднення всіх членів в кінетичному рівнянні та інтерполяція прицільного параметра між областями слабкої та сильної неідеальності, використано наближення миттєвої та протяжної у часі дії випадкової сили, використано дробові числа заповнення для дослідження зонної структури і термодинамічних властивостей бінарних сполук. В результаті проведення науково дослідної роботи: Обчислені 2-й, 3-й і 4-й віріальні коефіцієнти взаємодії з участю нейтральних частинок в плазмі для різних типів потенціалів і побудованих на їх основі псевдо потенціалів. Отримані аналітичні співвідношення для термодинамічних функцій, рівняння стану та рівняння хімічної рівноваги багатокомпонентної плазми. Розроблена модель рівняння стану хімічно-реагуючої плазми з урахуванням кулонівської і ван-дер-ваальсової взаємодії на фоні хімічних реакцій. Розраховані транспортні перерізі розсіяння електронів на заряджених та нейтральних частинках в плазмі з урахуванням термодинамічної неідеальності. Розроблена система аналітичних обчислень скобкових інтегралів в інтегралі зіткнень Больцмана на основі методів комп'ютерної алгебри. Розроблена широкодіапазонна методика розрахунку електронних кінетичних коефіцієнтів неідеальної плазми на основі розв'язання кіне-тичного рівняння Больцмана. Проведені дослідження інтенсивності випромінювання гармонічного осцилятора в полі випадкової сили в наближенні миттєвої і протяжної в часі дії випадкової сили. Проведено вивчення впливу параметрів розрахунку (розмазка навколо рівня Фермі; параметри, що визначають збіжність розрахунків) на змінення зонної структури, рівняння стану, фазові перетворення тощо. Запропоновано розрахункові схеми, що включають параметр розмазки (який пов'язаний з дробовими числами заповнення енергетичних станів), і додаткові внески до енергії та тиску в рівнянні стану. Проведено розрахунки лужноземельних металів. Запропоновано використання одержаних параметрів для металів в розрахунках інтерметалічних сполук. Проведено широкодіапазонні чисельні розрахунки термодинамічних функцій і кінетичних коефіцієнтів неідеальної хімічно-активної плазми та розрахунки термодинамічних характеристик металів та інтерметалічних сполук.

Опис продукції

Створена широкодіапозонна модель рівняння стану та методика розрахунку електронних кінетичних коефіцієнтів неідеальної плазми на основі розв'язання кінетичного рівняння Больцмана. Розраховані транспортні перерізі розсіяння електронів на заряджених та нейтральних частинках в плазмі з урахуванням термодинамічної неідеальності. Розроблена система аналітичних обчислень скобкових інтегралів в інтегралі зіткнень Больцмана на основі методів комп'ютерної алгебри. Проведено вивчення впливу параметрів розрахунку (розмазка навколо рівня Фермі; параметри, що визначають збіжність розрахунків) на термодинамічні характеристики металів та бінарних сполук.

Автори роботи

Атаманюк Ігор Петрович
Вижол Юрій Олександрович
Жорова Алла Миколаївна
Козлова Лілія Геннадіївна
Муленко Іван Олексійович
Поживатенко Віталій Володимирович
Чебанова Юлія Петрівна
Шведов Леонід Петрович

Додано в НРАТ

2020-04-02