Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Статьи журнала - Математическая физика и компьютерное моделирование
Все статьи: 599

Статья научная
Для исследования влияния динамических характеристик растворителя на кинетику разделения зарядов из второго синглетного возбужденного состояния и последующей рекомбинации в первое синглетное возбужденное и основное состояния производных Zn(II)-порфирина был выполнен ряд численных исследований в рамках обобщенного стохастического подхода. В анализе использовались динамические параметры раствора диметилформамида (DMF). Использование реалистичной модели, включающей до 10 высокочастотных мод, позволило получить количественный фитинг кинетики населенности состояния с разделенными зарядами производных Zn(II)-порфирина, ковалентно связанных с нафталинимидом, в растворе DMF. Полученная кривая населенности состояния с разделенными зарядами воспроизводит все экспериментально наблюдаемые особенности. Установлены закономерности влияния динамических характеристик растворителя на выход термализованных продуктов реакции.
Бесплатно

Статья научная
Из экспериментальных данных для серии донорно-акцепторных комплексов (гексаметил-бензол/тетрацианоэтилен, изодурен/тетрацианоэтилен и пентаметилбензол/тетрацианоэтилен) в ряде полярных растворителей (ацетонитрил, валеронитрил и октанонитрил) определены основные энергетические параметры рекомбинации зарядов: свободная энергия реакции, энергии реорганизации среды и внутримолекулярных колебательных степеней свободы. В рамках многоканальной стохастической модели выполнены расчеты кинетики рекомбинации зарядов в возбужденных донорно-акцепторных комплексах и исследовано влияние на нее диэлектрических и релаксационных характеристик растворителей.
Бесплатно

Влияние межмолекулярных взаимодействий в водных растворах солей на их способность к замерзанию
Статья научная
Показано, что малые концентрации ацетата натрия эффективно понижают температуру замерзания водных растворов в сравнении с аналогичными концентрациями хлорида аммония, натрия и кальция. Квантово-химическим методом ab-initio в базисе 6-31G (RHF) проведен анализ электронного строения комплексов солей с элементарными звеньями кластеров воды. Обнару- жены различия в энергетических параметрах, определяющих подвижность атомов водорода мо- лекул воды и стабильность натрхлоридных, ацетатных и формиатных комплексов. Предложена возможность практического применения малоконцентрированных водных растворов ацетата на- трия в строительной индустрии и технике, работающей при температуре до -10 C, а также при- менения разработанного аналитического подхода для прогнозирования новых веществ, понижа- ющих температуру замерзания воды
Бесплатно

Статья научная
Обсуждается роль сложной мелкомасштабной структуры молочной железы в формировании распределения температуры из-за сильной пространственной неоднородности коэффициента теплопроводности и удельного тепловыделения различных биологических компонентов. В свою очередь пространственные изменения диэлектрической проницаемости и электропроводности в биоткани способны существенно влиять на яркостную температуру биотканей под антенной. Переход от многослойных моделей к многокомпонентной биоткани с учетом ее тонкой структуры и неоднородных параметров (теплопроводность, влагосодержание, удельное тепловыделение, электропроводность, диэлектрическая проницаемость, теплоемкость) может повысить эффективность проведения диагностики опухолей на ранних стадиях.
Бесплатно

Влияние переменного электрического поля на систему DPPC-мембраны в водном растворе NaCl
Статья научная
В работе представлено исследование влияния переменного электрического поля на DPPC-мембрану, погруженную в водный раствор с ионами NaCl. В исследовании была использована крупно-зернистая модель DPPC-мембраны. Моделирование молекулярной динамики было проведено с использованием пакета для молекулярной динамики GROMACS. Анализ результатов основывался на регистрации изменения распределения заряда таких групп частиц, как: PO4, NC3, Na и Cl. С целью выявления у данной системы свойств, характерных для конденсатора, был проведен расчет зависимости значения общего заряда ионов Na и Cl к разности потенциалов на коробке исследуемой системы. Полученные результаты могут быть использованы как дополнение к практическим исследованиям, а также применены для теоритеческого исследования электрофизических свойств липидных мембран.
Бесплатно

Влияние распада реагентов и продуктов на кинетику горячего переноса электрона
Статья научная
В рамках стохастического подхода приведено исследование влияния внутримолекулярной колебательной релаксации реагентов и продуктов на кинетику переноса электрона в возбужденных донорно-акцепторных комплексах. Получено аналитическое выражение для вероятности горячего электронного перехода, учитывающее распад и реагентов, и продуктов. Показано, что внутримолекулярная колебательная релаксация может не только ускорять, но и тормозить рекомбинацию зарядов на неравновесной стадии.
Бесплатно

Влияние торсиального осциллятора на вероятность нетермического переноса электрона
Статья научная
Проведено исследование влияния торсиальной моды на динамику нетермического перено- са электрона с учетом отклонения от приближения Кондона. В рамках второго порядка нестаци- онарной теории возмущений по параметру электронной связи получено аналитическое выраже- ние для скорости нетермического переноса электрона в возбужденных донорно-акцепторных системах
Бесплатно

Влияние формы неосесимметричного темного гало на морфологию внешнего спирального узора галактик
Статья научная
В работе представлены результаты численного моделирования газового галактического диска, вращающегося во внешнем неосесимметричном потенциале темного гало. Рассмотрены различные распределения вещества в темном гало, которые в модели определяются функциональной зависимостью параметра неосесимметрии от радиуса галактики. Проведено исследование влияния формы неосесимметричного гало на морфологию формирующейся спиральной структуры далеко за пределами оптического радиуса диска.
Бесплатно

Статья научная
Описаны усовершенствованные методики определения характеристик (частотного фактора и порядка кинетики) твердотельных структур, содержащих слои диэлектрика и полупроводника. Для структур типа «металл - поликремний - диэлектрик - полупроводник», имеющих зарядовую связь, установлена зависимость потери сигнального заряда при его переносе в приповерхностной области полупроводника от указанных характеристик.
Бесплатно

Статья научная
Рассчитана динамика сигнала нестационарного поглощения, измеряемого по схеме воз- буждение - зондирование, а также динамика населенности состояния с переносом заряда для донорно-акцепторного комплекса в полярном растворителе. Исследовано влияние энергии ре- организации и свободной энергии реакции перехода электрона из состояния с переносом заряда в верхнее возбужденное состояние на скорость затухания сигнала нестационарного поглощения. Для модели среды с одной релаксационной модой показано, что вариация несущей частоты импульса возбуждения не влияет на динамику сигнала нестационарного поглощения при суще- ственном влиянии на динамику населенности.
Бесплатно

Статья научная
В работе исследована кинетика фотоиндуцированного переноса заряда в молекулярных донорно-акцепторных диадах. Расчеты выполнены в рамках многоканальной стохастической модели. Модель включает реорганизацию среды, характеризующуюся двумя временами релаксации, реорганизацию внутримолекулярной высокочастотной колебательной моды, а также ее релаксацию. Предполагается, что одна колебательная мода активна на стадии возбуждения молекулы и на стадии переноса заряда, и на обоих переходах характеризуется одинаковым значением параметра Хуанга-Рис. Исследовано влияние несущей частоты возбуждающего импульса, приводящей к заселению различных колебательных подуровней локально-возбужденного состояния, на скорость переноса заряда. Для количественного описания этого влияния используется понятие колебательного спектрального эффекта. Показано, что вариация динамических свойств растворителя может значительно менять величину спектрального эффекта, оставляя его знак неизменным. Рост энергии реорганизации растворителя ведет к сдвигу областей положительного и отрицательного эффекта в сторону большей экзергоничности реакции переноса заряда на величину изменения энергии реорганизации. При фиксированной экзергоничности реакции вариация энергии реорганизации среды ведет к сильному изменению эффекта. При изменении энергии реорганизации растворителя на 0,4 эВ колебательный спектральный эффект может изменяться от своего минимального до максимального значения. Эта закономерность позволяет управлять скоростью переноса заряда путем вариации полярности растворителя, от которой сильно зависит величина его энергии реорганизации.
Бесплатно

Статья научная
В работе получены выражения для внешних и внутренних полей скорости и давления, формирующихся при обтекании неоднородных пористых частиц медленным (Re
Бесплатно

Внутризонное магнитопоглощение сильной электромагнитной волны квантовым цилиндром
Статья научная
Исследовано внутризонное поглощение электромагнитного излучения большой интенсивности электронами квантового цилиндра. Найдено аналитическое выражение для коэффициента поглощения. По результатам численного анализа полученных выражений построены графики зависимости а от циклотронной частоты и частоты электромагнитной волны.
Бесплатно

Вольт-амперная характеристика туннельного контакта нанотрубка - металл
Статья научная
Рассмотрен процесс туннелирования электронов между углеродной нанотрубкой типа zig-zag и металлом. Получено выражение для туннельного тока методом функций Грина, которое было проанализировано численно. Построена вольт-амперная характеристика для данного туннельного контакта.
Бесплатно

Восстановление оптической толщи аэрозоля из наземных измерений солнечным фотометром SPM
Статья научная
Проведены измерения аэрозольной оптической толщи (АОТ) мобильным фотометром SPM. Описана методика восстановления АОТ. Приводится сопоставление результатов измерений АОТ, полученных данным фотометром с данными измерений фотометром СЕ 318 сети АERONET.
Бесплатно

Восстановление поверхности по ее нормалям в системе точек
Статья научная
Рассматривается задача об аппроксимации функции, заданной в некоторой области из R2. Считаются известными нормали к ее графику в системе точек, лежащих в этой области. Искомая функция ищется в виде многочлена от двух переменных, коэффициенты которого минимизируют невязку. Невязка представляет собой сумму квадратов разностей нормалей к заданной и восстанавливающей поверхностям, нормированным таким образом, чтобы их аппликаты равнялись единице. Приводятся численные примеры для алгебраической и трансцендентной функции, которые иллюстрируют эффективность предложенного алгоритма.
Бесплатно

Временная эволюция фазовой плотности ансамбля ионов, удерживаемого ловушкой Пауля
Статья научная
В работе получены аналитические выражения, описывающие динамику фазовой плотности ансамбля ионов, удерживаемого цилиндрической гиперболической ловушкой (Paul trap).
Бесплатно

Выпрямление тока, индуцированного в сверхрешетке совместным влиянием двух электромагнитных волн
Статья научная
Исследовано совместное влияние двух электромагнитных волн (синусоидальной и кноидальной) на электропроводность полупроводниковой сверхрешетки. Показана возможность взаимного выпрямления волн, так что в плотности индуцированного тока появляется постоянная составляющая. Дано качественное объяснение обнаруженного эффекта. Приведены конкретные вычисления для случая, когда частота синусоидальной волны в два раза больше частоты кноидальной. Сделаны численные оценки.
Бесплатно

Статья научная
Семейством точек называется нумерованный набор вершин элементов сетки в пространстве R𝑛. Таковым набором может быть набор вершин симплекса сетки, набор вершин пары смежных симплексов сетки и др. Посредством введенной в ранних работах метрики в пространстве таких семейств задача вычисления качества элемента сетки (например, мера отличия симплекса от вырожденного) может быть сведена к задаче вычисления расстояния между некоторым семейством и некоторым множеством семейств. Предлагается унифицированная схема вычисления такого расстояния, которую можно рассматривать как обобщение схемы исследования на экстремум гладкой функции.
Бесплатно

Статья научная
В работе проведена оценка возможных погрешностей, возникающих при моделировании атмосферного радиационного переноса солнечного излучения в УФ-диапазоне за счет использования различных современных данных по сечениям поглощения озона и диоксида азота. Проведено сопоставление расчетных данных о прозрачности атмосферы, а также прямого и диффузно рассеянного потока солнечного излучения на поверхности Земли при регистрации наземными приборами различного спектрального разрешения. Проанализированы спектроскопические погрешности восстановления общего содержания озона в вертикальном столбе атмосферы при измерениях прозрачности атмосферы с использованием солнечных фотометров серии SPM, разработанных в ИОА СО РАН. В нашей работе для расчета атмосферного поглощения в УФ-диапазоне были использованы данные по сечениям поглощения озона Bass, Daumont, Molina, Serdyuchenko и диоксида азота Bogumil, Burrows, JPL. Показано, что при высоком спектральном разрешении 0,02-0,06 нм различие в атмосферном пропускании, вычисленном с данными по сечениям поглощения озона Serdyuchenko и Bass, достигает 18,4 % для летних метеорологических условий Волгограда и 22,3 % для Томска в спектральном интервале вблизи 305 нм, который часто используется для восстановления общего содержания озона в атмосфере. Был проведен также расчет потоков УФ-излучения, измеряемых солнечным фотометром SPM для типичных условий Волгограда и Томска. В этом случае спектральное разрешение является более грубым (величиной порядка 10 нм), а различие в пропускании атмосферы за счет сечений поглощений озона составило менее 2 %. Применение данных Molina дает различие в суммарном нисходящем потоке относительно данных Bass до 1,8 %, что может привести к погрешности определения озона не более 4 %. Использование различных данных по сечениям поглощения NO2 в диапазоне 250-400 нм не оказывает значительного влияния на расчеты пропускания. Различие в пропускании составляет не более чем 0,9 %.
Бесплатно