Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0824U000161, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 26-02-2024 Статус Захищена Назва роботи Особливості колективних збуджень у бінарних рідинах Здобувач Копча Марія Іванівна, Керівник Брик Тарас Михайлович Опонент Слюсаренко Юрій Вікторович Опонент Штаблавий Ігор Іванович Рецензент Токарчук Михайло Васильович Рецензент Щур Ярослав Йосифович Опис Дисертаційна робота присвячена дослідженню колективних збуджень у бінарних рідинах за допомогою комбінації комп'ютерного моделювання методом ab initio молекулярної динаміки та теоретичного аналізу на основі узагальненої гідродинаміки. Об'єктами дослідження є іонний розплав NaCl, оксидний розплав Al2O3 та модельна бінарна рідина Коба-Андерсена, яка є стандартною моделлю для вивчення склоформуючих бінарних рідин. Ідея теоретичного аналізу полягає в знаходженні власних динамічних мод узагальненого рівняння Ланжевена, які відтворюють часові кореляційні функції, отримані в моделюванні ab initio молекулярною динамікою. Для цієї теоретичної методики необхідно побудувати узагальнену гідродинамічну матрицю та знайти її власні моди та власні вектори. Однак, у ab initio молекулярній динаміці (АІМД) виникають принципові проблеми у розрахунках просторових Фур’є-компонент густини енергії в рамках функціоналу електронної густини. Тому, в роботі запропоновано використовувати ефективну схему відтворення часових кореляційних функцій в рамках термов'язкопружної моделі, коли матричні елементи, пов'язані з флуктуаціями густини енергії є параметрами, які визначаються з найкращого відтворення теоретичними функціями шести парціальних часових кореляційних функцій, отриманих з АІМД. При цьому запропонований підхід, дозволяє задовільнити точні правила сум з точністю до четвертих частотних моментів парціальних динамічних структурних факторів. Параметри підпасування додатково задовільняють нерівності Коші-Шварца, оскільки вони є кореляційними функціями, що є додатковою перевагою даного методу. На практиці, використання запропонованого підходу на основі восьми-змінної термо-в'язкопружної моделі виявилось ефективним для відтворення часових кореляційних функцій, що підтверджує правильність теоретичного підходу. Перевірено якість відтворення парціальних часових кореляційних функцій потік-потік та густина-густина для розплаву оксиду Al2O3 та іонного розплаву NaCl і отримано дисперсії колективних збуджень, використовуючи розроблену методику. Аналіз особливостей дисперсії акустичних та оптичних колективних збуджень проведено для розплаву оксиду Al2O3 та іонного розплаву NaCl. Проведено порівняння з дисперсією колективних збуджень, отриманих з шести-змінного в'язкопружного наближення. Показано, що в'язкопружна модель не здатна правильно відтворити поведінку часових кореляційних функцій та дисперсію колективних мод. Однак, в рамках запропонованої восьми-змінної методики було отримано додаткову вітку пропагаторних збуджень в довгохвильовій області, що дозволило дуже добре відтворити часові кореляційні функції, отримані з АІМД. Дисперсію і загасання трьох гілок власних пропагаторних мод, порівняно з числовими оцінками з положень максимумів відповідних спектральних функцій потоку для того, щоб зрозуміти роль повздовжних акустичних (LA), поздовжніх і поперечних (LO і TO) оптичних збуджень у колективній динаміці бінарних розплавів. Для іонних розплавів NaCl та Al2O3 встановлено, що додаткова вітка власних динамічних мод з восьми-змінної моделі добре співпадає з частотами ТО збуджень. Це свідчить про ефекти зачеплення повздовжньої та поперечної динаміки в довгохвильовій області для іонних розплавів, механізм якого на даний час вимагає побудови нових теоретичних моделей з не-локальною (з різними хвильовими числами) взаємодією мод Досліджено поперечні колективні збудження в моделі бінарної рідини Коба-Андерсена для різних співвідношень мас компонент R за фіксованої густини рідини. Встановлено зростання частоти поперечних оптичних мод та збільшення щілини для зсувних хвиль з ростом R. Порівняння результатів комп'ютерного моделювання з теоретичним виразом для щілини зсувних хвиль в простих рідинах показало не застосовність теорії простих рідин для опису щілини зсувних хвиль в бінарних рідинах через наявність крос-кореляцій між флуктуаціями повного масового і мас-концентраційних потоків. Запропоновано та розв'язано аналітично в довгохвильовій області 4-змінну динамічна модель для поперечної динаміки бінарної рідини з явним врахуванням таких крос-кореляцій. Отримано рівняння для щілини зсувних хвиль у бінарних рідинах яка дозволяє пояснити зростання та зникнення щілини зсувних хвиль з ростом R. Дата реєстрації 2024-01-05 Додано в НРАТ 2024-02-21 Закрити