Архив публикаций

Тезисы

XIII-ая конференция

Компьютерное моделирование процесса переноса примесей внутри замкнутого объема

Бабарин С.С.

Россия, 127994, Москва, Вадковский пер., 1, МГТУ «СТАНКИН», Тел: (095) 973-30-76, 973-30-66; Факс: (095) 973-3071; (095) 973-3885; (095) 973-3167

Одним из интересных нелинейных эффектов в современной физике является сила Казимира, которая появляется при рассмотрении параллельных, идеализированно гладких пластин на расстояниях, порядка сотых долей микрометра. В качестве объекта для исследования мы используем замкнутые объемы, типа куб или параллелепипед. Задача состоит в исследовании характера взаимодействия примесей, ее характеристик, а также определения влияния силы Казимира на свойства системы. В качестве примесей рассматриваются молекулы азота, водорода и гелия. Компьютерная модель основана на алгоритме, аналогичном алгоритму Верле [1] для численного интегрирования системы нелинейных дифференциальных уравнений Ньютона, описывающих траектории молекул, их скорости и ускорения в каждый момент времени. Используется метод прямого численного моделирования, метод Монте-Карло, молекулярной динамики.

m(dVi/dt)=fi (1)

где индекс соответствует номеру частицы, а правая часть является аддитивной величиной, которая включает градиент потенциала Леннарда-Джонса, а также силу Казимира. Для моделирования движения используются относительные перемещения, зависящие в каждый момент времени от ориентации в пространстве. На данном этапе предполагаются взаимодействия между двумя частицами, отстоящими друг от друга на минимальном расстоянии. Взаимодействия со стенками объема считаются зеркальными или диффузными. Данная модель позволяет оценить многие количественные изменения - распределения по скоростям, давление и импульс, сообщаемый стенке потоком молекул, действие силы Казимира на характер взаимодействия и траекторию частиц. В частности получены зависимости траектории молекул от объема и от типа отражения на гранях при действии силы Казимира, отклонения от прямолинейного движения в зависимости от объема и длины свободного пробега. Автор благодарит д.ф-м.н., профессора Уварову Л.А. за полезные обсуждения работы.

Литература

1. Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических систем с использованием пакета MathCAD, М.: Горячая линия – Телеком, 2004, 74 стр.