Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Программный комплекс для исследования динамики ансамбля частиц
Г.Ю. Германюк
Чайковский технологический институт (филиал) ИжГТУ,
г. Чайковский
В работах [1,2,3] были рассмотрены компьютерные модели простейших систем используемых для описания движения ансамблей частиц. Дальнейшее увеличение числа частиц в системе (
), а так же учёт межчастичного взаимодействия, привёл к необходимости создания программного комплекса использующего в своей основе канонический метод интегрирования [4,5,6]. Основной особенностью канонического метода интегрирования является тот факт, что сам процесс счёта можно интерпретировать как малое консервативное возмущение исследуемой системы. Таким образом, компьютерное моделирование на основе канонического метода, позволяет исследовать систему в условиях малых консервативных возмущений, которые играют основную роль в вопросах эволюции динамических систем, а так же, повышают адекватность результатов численного эксперимента.
В программном комплексе была использована физическая модель одномерного ансамбля Гиббса [7] во внешнем потенциальном поле, в условиях попарного межчастичного взаимодействия. Была учтена возможность действия диссипативных сил, для моделирования процессов теплообмена [8].
На рисунке представлен фрагмент работы программного комплекса воспроизводящий фазовую траекторию одной из частиц ансамбля под действием сил попарного межчастичного взаимодействия в условиях малых консервативных возмущений моделируемых процессом счёта.
Фазовая траектория частицы одномерного ансамбля
Программный комплекс был использован для моделирования динамики ансамбля из 
частиц при температуре нуля Кельвина. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что использованный в блоке интегрирования канонический метод обеспечивает повышение адекватности компьютерного эксперимента.
Список литературы
1. Ефимов И.Н. Влияние нелинейности на возникновение и развитие хаоса в одномерных системах. //Вестник ИжГТУ / И.Н. Ефимов, Е.А. Морозов, Г.Ю. Германюк. - 2009. - №3. - С. 162-166.
2. Ефимов И.Н. Использование канонического метода для моделирования молекулярных систем. //Вестник ИжГТУ / И.Н. Ефимов, Е.А. Морозов, Г.Ю. Германюк, Д.Е. Германюк. - 2009. - №4. - С. 173-176.
3. Германюк Г.Ю. Об исследовании системы цепочки Тода каноническим методом // Сборник докладов второй Всерос. конф. молодых учёных, преподавателей, аспирантов и студентов / Г.Ю.Германюк, Д.Е. Германюк. - Из-во Институт экономики УрО РАН, 2007. - С. 97-100.
4. Ефимов И.Н. Устойчивость канонического метода интегрирования гамильтоновых систем. //Интеллектуальные системы в производстве / И.Н. Ефимов, Е.А. Морозов. – 2003. – №1. – 23-38.
5. Ефимов И.Н. О принципе консервативных возмущений. // Интеллектуальные системы в производстве / И.Н. Ефимов, Е.А. Морозов. – 2005. – №1. – С.52-62.
6. Ефимов И.Н. Каноническое интегрирование гамильтоновых систем / И.Н. Ефимов, Е.А. Морозов. - Екатеринбург: Изд-во Института УрО РАН, 2006. - 143 с.
7. Гиббс Дж.В. Основные принципы статистической механики / Дж.В. Гиббс. – М.: Л.: Гостехиздат, 1946.
8. Щукин А.А. Теплотехника / А.А. Щукин, И.Н. Сушкин, Р.Г. Зах, Б.И. Бахмачевский, Г.П. Лызо. – М. 1973. С. 479.