НаномеханикаНИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
3 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Математическое моделирование наноструктур и нанопроцессов
Результаты этапа: Проведено исследование физико-химических процессов и свойств материалов при течении газов в микро/нано структурах со сложной геометрией и подвижными стенками с учетом молекулярного строения сред и структурно-топологических особенностей материала, явлений адсорбции и гетерогенных каталитических реакций. Разработаны многомасштабные модели, интегрирующие несколько уровней рассматриваемых процессов, созданы эффективные алгоритмы для современных многоядерных вычислительных комплексов. На основе разработанного оригинального метода молекулярно динамического моделирования со стохастическим шагом по времени создан программный комплекс, обеспечивающий квантово-механическое и молекулярно-динамическое событийное моделирование неравновесных физико-химических процессов на границе раздела фаз. С его помощью проведено исследование горения в порах угольного кокса в зависимости от формы и размеров пор. Для выбора критических элементарных стадий и последующей редукции кинетических механизмов разработан автоматизированный программный модуль, а также созданы программные модули расчета простейших моделей неравновесных течений применительно к задачам горения авиационных топлив и сажеобразования. Методом среднего времени жизни метастабильного состояния на основе молекулярно-динамических расчетов исследовалось влияние примесей меди на процесс зарождения дислокаций в сплавах алюминия с медью. Найдены зависимости скоростей зарождения дислокаций от сдвиговых напряжений в алюминии, в твердом растворе алюминия с медью и в алюминии с зоной Гинье – Престона. Показано, что с увеличением концентрации примесей уменьшаются значения активационных параметров в этих зависимостях. Обнаружено, что активационные параметры скорости зарождения дислокаций в алюминии с зоной Гинье − Престона имеют более слабую зависимость от температуры, чем в других рассмотренных случаях.Результаты носят междисциплинарный характер. Они получены на стыке таких научных дисциплин как механика, химия, физика, вычислительные методы и программирование.
4 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Математическое моделирование наноструктур и нанопроцессов
Результаты этапа: На основе кластерного подхода изучено взаимодействие атомов кислорода и азота с поверхностью оксида меди Cu2O. С помощью методов квантовой механики рассчитаны геометрические, энергетические и колебательные характеристики процесса гетерогенной рекомбинации атомов кислорода и азота. Уравнение Шредингера в адиабатическом приближении решалось методами теории функционала электронной плотности (DFT) при помощи программ-ного пакета GAUSSIAN. Коэффициенты скоростей элементарных стадий рассчитаны в зависимости от температуры на основе теории переходного состояния Эйринга - Поляни. С их использованием в широком диапазоне измене-ния условий у поверхности определены величины коэффициентов рекомбинации γO . Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными. С использованием разработанного программного комплекса ChemPhysRate были вычислены константы реакций газ-поверхность и поверхность-поверхность на примере углеродной поверхности. При помощи полученных кинетических механизмов для углеродной поверхности смоделирован процесс быстрого окисления и проведено сравнения с экспериментальными данными. Получено хорошее качественное и количественное совпадение.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".