|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Математическое моделирование динамики нелинейных неидеальных физико-химических системНИР
- Руководитель НИР: Трофимов В.А.
- Участники НИР: Варенцова С.А., Денисов А.Д., Дородницын Л.В., Калачинская И.С., Логинова М.М., Лысак Т.М., Песков Н.В., Широков И.А.
- Подразделение: Лаборатория математического моделирования в физике
- Срок исполнения: 1 января 2011 г. - 31 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 2.9
- Номер ЦИТИС: 01201154994
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Математическое моделирование и численные методы
-
Рубрики ГРНТИ:
- 27.35.21 Математические модели гидродинамики
- 27.35.36 Математические модели лазерной физики
- 27.41.19 Численные методы решения дифференциальных и интегральных уравнений
- 29.33.43 Распространение лазерного излучения
- 29.33.47 Воздействие лазерного излучения на вещество
- 29.33.49 Лазерная спектроскопия
-
Ключевые слова:
разностная схема, идентификация взрывчатых веществ, динамическая спектроскопия, фемтосекундные импульсы, пространственные и временные структуры, уравнение шредингера, неотражающие краевые условия, консервативные разностные схемы
-
Описание:
Математическое моделирование динамики нелинейных неидеальных физико-химических систем включает в себя широкий класс актуальных задач современной физики и химии. Среди них отметим проблему идентификации веществ на основе воздействия терагерцового или гигагерцового диапазона частот электромагнитного излучения. Эта проблема актуальна как в связи антитеррористической приложениями, так и в связи с различными приложениями для контроля качества лекарств, продуктов и косметики и других жизненно важных веществ. Другой класс современных задач, требующий своего решения, связан с химическими катализаторами с учетом процессов проходящих на поверхности и в толще катализатора. Еще один рассматриваемый класс задач связан с исследованием взаимодействия фемтосекундных импульсов с фотонным кристаллом, который представляет собой среду с периодическими линейными и нелинейными свойствами. Решение этих задач невозможно без широкого привлечения математического и компьютерного моделирования, включая многопроцессорные компьютеры.
-
Основные результаты:
Для нового метода, позволяющего проводить обработку изображения в устройствах пассивной THz спектроскопии в режиме реального времени, разработаны оригинальные пространственные фильтры, позволяющие видеть объекты с размерами менее 2 см, скрытые под одеждой человека. Предложенные новые методы обнаружения и идентификации веществ при воздействии терагерцового излучения были впервые применены на длинных расстояниях (4-6 м) в реальных условиях и показали свою работоспособность. Численно исследовано самоподобное распространение лазерного излучения в среде в условиях двух-, трех- и четырехфотонного поглощения. Проведено численное моделирование задач о течении в канале, диссипации вихревой нити Ламба–Озеена, а также о распаде трехмерного вихря Тейлора–Грина в ламинарном и турбулентном режимах. Построены аналоги КГД уравнений для задач течения жидкости в неглубоких водоемах с зонами сухого дна. Метод обобщен для численного моделирования течений в полярной системе координат. Метод перспективен для решения практических задач экологии. С помощью КГД алгоритма проведено моделирование классической задачи эволюции вихря Тейлора–Грина как для ламинарного, так и турбулентного развитие вихря.
- Добавил в систему: Варенцова Светлана Александровна
Соисполнители НИР
| МГУ имени М.В.Ломоносова | Координатор |
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Математическое моделирование динамики нелинейных неидеальных физико-химических систем |
| Результаты этапа: | ||
| 2 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Математическое моделирование динамики нелинейных неидеальных физико-химических систем |
| Результаты этапа: | ||
| 3 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Математическое моделирование динамики нелинейных неидеальных физико-химических систем |
| Результаты этапа: | ||
| 4 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Математическое моделирование динамики нелинейных неидеальных физико-химических систем |
| Результаты этапа: Для нового метода, позволяющего проводить обработку изображения в устройствах пассивной THz спектроскопии в режиме реального времени, разработаны оригинальные пространственные фильтры, позволяющие видеть объекты с размерами менее 2 см, скрытые под одеждой человека. Предложенные новые методы обнаружения и идентификации веществ при воздействии терагерцового излучения были впервые применены на длинных расстояниях (4-6 м) в реальных условиях и показали свою работоспособность. Численно исследовано самоподобное распространение лазерного излучения в среде в условиях двух-, трех- и четырехфотонного поглощения. Проведено численное моделирование задач о течении в канале, диссипации вихревой нити Ламба–Озеена, а также о распаде трехмерного вихря Тейлора–Грина в ламинарном и турбулентном режимах. Построены аналоги КГД уравнений для задач течения жидкости в неглубоких водоемах с зонами сухого дна. Метод обобщен для численного моделирования течений в полярной системе координат. Метод перспективен для решения практических задач экологии. С помощью КГД алгоритма проведено моделирование классической задачи эволюции вихря Тейлора–Грина как для ламинарного, так и турбулентного развитие вихря. | ||
| 5 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Математическое моделирование динамики нелинейных неидеальных физико-химических систем |
| Результаты этапа: Разработан новый алгоритм для скрытого обнаружения объекта с помощью компьютерной обработки пассивных ТГц изображений в режиме реального времени, позволяющий увеличить температурное разрешение пассивной ТГц камеры по крайней мере в 20 раз и сделать вывод о наличии запрещенных предметов на теле человека. Исследовано явление Superluminality при распространении фемтосекундного лазерного импульса в среде с наночастицами, условия формирования «блуждающих» солитонов в фотонном кристалле, а также солитонов, локализованных на границе фотонного кристалла с окружающей средой. Для двумерной задачи генерации полупроводниковой плазмы предложена схема, эффективная для произвольных граничных условий, соответствующих нахождению полупроводника во внешнем электрическом поле. Для анализа сеточных осцилляций, возникающих в разностных схемах, разработана модификация метода дифференциального приближения. Доказана устойчивость ряда начально-краевых задач для центрально-разностной аппроксимации уравнения переноса. Проведено исследование применимости квазигазодинамического алгоритма к моделированию пристеночных турбулентных течений. | ||
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".