Физика и астрономия. Рубрика в журнале - Математическая физика и компьютерное моделирование
Статья научная
В работе рассмотрены инструменты численного моделирования многостадийных бимолекулярных фотореакций, обусловленных диффузионной подвижностью молекул-реагентов в вязких растворах. Для описания этих процессов использован аппарат дифференциальной теории встреч (differential encounter theory, DET), расширенной для учета когерентной динамики отдельных степеней свободы (например, электронных спинов реагентов и интермедиатов). Модель включает в себя диффузию реагентов в среде и многостадийные / многоканальные физико-химические процессы, протекающие как в отдельных молекулах, так и столкновительных комплексах. Предложены методы численного решения модельных уравнений, связанных с расчетом эволюционных операторов. Подробно представлен алгоритм вычисления квантового пропагатора для матрицы плотности на основе расщепления Троттера. Разработан программный пакет, ориентированный на численное моделирование многостадийных фотореакций в рамках предложенных подходов. Представлена структура основных компонентов пакета, приведены примеры их использования для построения программной модели реакции. Проведено тестирование, показавшее соответствие численных результатов и точных решений модельных уравнений в частных случаях. На примере фотореакции с участием 9,10-диметилантрацена и 1,3-дицианобензола в растворе ацетонитрила показаны основные процедуры конфигурирования и численного исследования многостадийных бимолекулярных фотопроцессов. Показана важность учета когерентной эволюции электронных спинов реагентов на радикальной стадии реакции.
Бесплатно
Численное моделирование термической турбулентности в оптически толстых облаках межзвездной среды
Статья научная
В работе представлены результаты численного моделирования развивающейся в протозвездном облаке конвективной неустойчивости в рамках двухмерной самосогласованной оптико-гидродинамической модели турбулентного газопылевого облака, учитывающей движение среды под действием собственной гравитации и радиационного давления. Показано, что при характерных для наблюдаемых диффузных облаков межзвездной среды параметрах облако переходит в конвективно неустойчивое состояние с инверсным распределением концентрации и температуры. Конвекция возникает в этом инверсном слое в виде маломасштабных вихрей. Со временем размеры вихрей достигают ~ (0,05 - 0,1) , а течение приобретает турбулентный характер по всей толще облака. Развивающаяся в облаке турбулентность является трансзвуковой со скоростями ~ 600 м/с и числами Маха до 1,2, однако сверхзвуковые области занимают малую часть объема облака.
Бесплатно
Эластопроводимость германеновых нанолент с изоморфными дефектами замещения
Статья научная
В работе продемонстрированы результаты теоретического исследования пьезорезистивности примесных германеновых нанолент. Наноматериал содержит точечные изоморфные дефекты замещения разных концентраций двух типов изоморфных атомов IV группы: кремния (Si) и олова (Sn). Для изучения характеристик пьезорезистивного эффекта германена представлены функции зависимости продольной компоненты тензора эластопроводимости от величины относительной деформации растяжения (сжатия), типов иконцентрации дефектов. Результаты проведенных расчетов показывают качественное согласие поведения пьезорезистивной константы германеновых нанолент для двух типов изоморфных дефектов и с литературными данными. Количественный анализ позволяет сделать вывод о том, что продольная компонента оказывается выше по модулю у нанолент с примесями олова, что указывает на более ярко выраженную пьезорезистивность материала.
Бесплатно
