Academic Journal
Микрои наногидродинамика многомасштабного моделирования физико-химических процессов в нанотехнологиях на основе молекулярно-статистической теории
| Title: | Микрои наногидродинамика многомасштабного моделирования физико-химических процессов в нанотехнологиях на основе молекулярно-статистической теории |
|---|---|
| Source: | Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. |
| Publisher Information: | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского», 2011. |
| Publication Year: | 2011 |
| Subject Terms: | НАНОРАЗМЕРНЫЕ СИСТЕМЫ,АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПРОЦЕССЫ,РЕШЕТОЧНЫЙ ГАЗ,КАПИЛЛЯРНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ,АДСОРБЦИЯ,КАТАЛИЗ,МЕМБРАННЫЕ ПРОЦЕССЫ,ФЛУКТУАЦИИ ЛОКАЛЬНЫХ ПЛОСКОСТЕЙ |
| Description: | The fundamentals of the approach to the theory of multiscale atom-molecule processes based on the simplest model of lattice gas (MLG) is presented, to solve the problem of multiscale modeling of physical and chemical processes in nanoscale systems. The theory combines the calculation of equilibrium and dynamic characteristics of micro-heterogeneous systems with inhomogeneous characteristic on the atomic scale up to macroscopic one in the whole range of time from one picosecond to seconds. The developed system of equations is a system in finite differences in increments of coordinates (instead of differential equations). The transfer coefficients take into account the nonlocal fluid properties. The model reflects the changes of concentrations of the fluid from the gaseous to liquid state and a wide range of temperatures including the critical region that allows us to consider dynamo currents couple (gas), liquid and vapor-liquid fluids in the presence of capillary condensation. When increasing the pore size, the equations become hydrodynamic equations of conservation for fluxes of mass, momentum and energy of the gas or liquid, keeping the connection for transport coefficients with intermolecular potentials. Examples illustrate the application of the theory to describe a wide range of microscopically systems: adsorption catalysis, membrane processes, poly-layer films, etc., as well as the possibility of a wide varying the time range. The accuracy of the theory exceeds the accuracy of the Monte Carlo (MC) and molecular dynamics (MD). We discuss the possibility of studying small systems taking into account fluctuations in local densities. Излагаются основы подхода к теории многомасштабных атомно-молекулярных процессов на базе простейшей модели решеточного газа (МРГ), который решает задачу многомасштабного моделирования физико-химических процессов в наноразмерных системах. Теория объединяет расчет равновесных и динамических характеристик микронеоднородных систем с характерным масштабом неоднородностей от атомного до макроскопического во всем диапазоне времени от одной пикосекунды до секунд. Построенная система уравнений является системой в конечных разностях по приращениям координат (вместо дифференциальных уравнений). Коэффициенты переноса учитывают нелокальные свойства флюида. Модель отражает изменения концентраций флюида от газообразного до жидкого состояния и широкий диапазон температур, включая критическую область, что позволяет рассматривать динамику течений пара (газа), жидкости и парожидкостных флюидов при наличии капиллярной конденсации. При увеличении размера пор уравнения переходят в гидродинамические уравнения сохранения для потоков массы, импульса и энергии газа или жидкости, сохраняя связь коэффициентов переноса с межмолекулярными потенциалами. Приводятся примеры применения теории для описания широкого круга микронеоднородных систем: адсорбции, катализа, мембранных процессов, полислоистых пленок и др., а также возможности широкого варьирования временного диапазона. Точность теории превосходит точность методов Монте-Карло (МК) и молекулярной динамики (МД). Обсуждается возможность исследования малых систем с учетом флуктуаций локальных плотностей. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | text/html |
| Language: | Russian |
| ISSN: | 1993-1778 |
| Access URL: | http://cyberleninka.ru/article_covers/14808715.png http://cyberleninka.ru/article/n/mikroi-nanogidrodinamika-mnogomasshtabnogo-modelirovaniya-fiziko-himicheskih-protsessov-v-nanotehnologiyah-na-osnove-molekulyarno |
| Accession Number: | edsair.od......2806..d8c333e012db182f963c8c7b3c37173f |
| Database: | OpenAIRE |
Be the first to leave a comment!