WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

С помощью МД-приложения проведено моделирование системы SiO2-Na2O в диапазоне составов: 0,4-0,6; 0,43-0,67; 0,5-0,5; 0,63-0,37; 0,74-0,26; 0,8-0,2.

Температуры моделирования превышают на 30-50 градусов температуру плавления конкретного состава по диаграмме состояния. Характеристики снимались в фазе термодинамического равновесия, длительность которой равнялась 5000 конфигураций. Плотность модельной системы получена путем линейного Таблица интерполирования между Входные параметры моделирования значениями плотности Парамет Мольная доля SiOдля твердых SiO2 и Na2O.

ры Полученные значения 0,43 0,5 0,63 0,74 0,приведены в таблице 2.

Т пл, K 1295 1361 1119 1066 В результате МДТ мод, К 1349 1407 1162 1106 моделирования кроме 2570 2540 2460 2400, кг/мфазовых траекторий получены термодинамические параметры и кинетические коэффициенты, которые приведены на рис.3. В целях удобства оценки информации зависимости выполнены на графике в одном масштабе. Анализ этих данных в совокупности с результатами структурного моделирования, позволяет исследовать корреляции «структура-свойство».

Рис. 3. Зависимость термодинамических параметров и кинетических коэффициентов от состава системы Таблица Отображение теоретико-графовой модели на полимерную модель Нотация графовой модели Нотация полимерной модели Структурообразующие вершины Катионы-сеткообразователи Модифицирующие вершины Катионы-модификаторы Однородные вершины Атомы кислорода Звезды вершин Координационные многогранники Связный граф Полианионный комплекс Замкнутый контур Плоскостное кольцо комплекса При моделировании структуры среднего порядка обрабатываются фазовые траекторий (3N координат на каждой конфигурации). Результаты исследования модели структуры в этой главе представлены в физико-химической нотации (таблица 3).

При моделировании структуры среднего порядка обрабатываются фазовые траекторий (3N координат на каждой конфигурации). Результаты исследования модели структуры в этой главе представлены в физико-химической нотации (таблица 3).

Разработанный метод построения графовых вершин в модельном кубе позволяет рассчитать характеристики структуры ближнего порядка, в частности координационные числа (рис.4а) и валентные углы (рис.4б). Анализ распределений координа-ционных чисел позволяет сделать вывод о том, что координационное число кремния практически не зависит от состава, а координационное число натрия увеличивается при уменьшении мольной доли натрия в составе.

Рис. 4. б) координационные числа для Si и Na а) Распределение валентных углов для O-Si-O и Si-O-Si Углы O-Si-O в среднем равны 109o, что соответствует sp3-гибридизации.

Углы Si-O-Si, т.е. углы между соседними структурными группами, лежат в пределах от 120 до 180o.

На этапе моделирования структуры для всех составов получены функции распределения комплексных анионов, а также исследована их протяженная структура, компоненты связности, их время жизни и скалярные параметры.

На рис.5 приведены данные по распределению свободного, концевого и мостикового кислорода в зависимости от состава расплава.

Концентрация свободного кислорода снижается до нуля при NSiO2=0,7.

Количество концевого кислорода характеризуется выпуклой кривой, максимум которой соответствует составу NSiO2=0,43.

Концентрация мостикового кислорода возрастает до 0,8 с Рис. 5. Доли кислорода увеличением мольной доли оксида кремния, что характеризует степень полимеризации системы.

Анализ данных о структуре расплава показывает, что при увеличении мольной доли оксида кремния (SiO2) наблюдается процесс полимеризации (формирования крупных полианионных комплексов), приводящий, к образованию непрерывной сетки.

Процесс полимеризации выражается в том, что базовые структурные группировки SiO4 объединяются в полианионы нарастающей степени а) доли комплексов б) время жизни комплексов Рис.6.Количественные характеристики обработки распределений вершин на всех конфигурациях сложности. В разработанной модели структуры учтена особенность атома натрия, который присоединяется к концевым атомам кислорода в полиаонинах.

Образующиеся полианионные комплексы постоянного обновляются, так как время жизни даже крупных группировок (более 50 атомов кремния) в средней области составов не превышает 30% общего времени моделирования. Это связано с тем, что как атомы кислорода, так и мелкие кремнекислородные анионы, Рис. 7. Константа полимеризации содержащие 1-2 атомов кремния, постоянно присоединяются и покидают крупные комплексы, вследствие миграции атомов натрия. Результаты распределений полианионных комплексов по типам и времени жизни приведены на рис.6(а,б).

Константа полимеризации (рис.7) уменьшается при увеличении содержания SiO2. При постепенной полимеризации оксида, реакция преобразования мостикового и свободного кислорода в два концевых затрудняется, так как миграции ионов внутри сетки практически нет, а количество свободного кислорода уменьшается от состава к составу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

Разработан метод моделирования неоднородной структуры полимеризующегося оксидного расплава на основе модели обобщенных дескрипторов в неоднородной графовой сети.

Разработан и реализован алгоритм выделения областей Шлегеля, ускоряющий поиск звезд графовых вершин.

Разработана модель структурочувствительных свойств исследуемых объектов, позволяющая на основании графового представления структуры получить ряд характеристик: функции распределения разнотипных вершин в графах, количество и средний размер замкнутых контуров в связных графах, а также скалярные характеристики, такие как степень и константа полимеризации, активность оксидов, и др.

Разработана технология удаленного доступа к вычислительным и информационным ресурсам КЭ, а также реализующий е многопользовательский программный комплекс «MD_SLAGMELT».

Разработаны адаптеры данных для интеграции унаследованного приложения MD_MELT, обеспечивающие МД-моделирование, в новой программной среде.

Разработана реляционная база данных для централизованного хранения свойств и структурных характеристик оксидных расплавов, реализованы средства анализа гиперкуба данных по нескольким направлениям.

Проведено моделирование двухкомпонентной системы SiO2-Na2O.

Получены количественные характеристики структуры ближнего и среднего порядка. Исследованы зависимости распределения валентных углов и координационных чисел при различных составах. На уровне структуры среднего порядка получены распределения частиц в полианионных комплексах.

Кроме того, получены данные о неоднородности структуры комплексов, характеризующуюся наличием плоскостных колец различного размера.

Основные положения диссертации отражены в публикациях:

1. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Реализация web-приложения для ИИС «Шлаковые расплавы». // Международный журнал "Программные продукты и системы". – 2010.- №1. - С.109-112 [согласно перечню ВАК] 2. Воронова Л.И., Григорьева М.А. Выбор языка высокого уровня для реализации вычислительного приложения ИИС "Шлаковые расплавы". // Международный журнал "Программные продукты и системы", - 2009. - №2. - С.

170-172 [согласно перечню ВАК] 3. Григорьева М.А., Воронова Л.И., Воронов В.И., Трунов А.И.

Оптимизация информационного и программного обеспечения информационноисследовательской системы "Шлаковые расплавы" // М. - 2009.-45с.,ил., библ.19. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ РАН 29.01.2009, № 58-В2009.

4. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Интеграция XML-данных и вычисли тельных Fortran-приложений в ИИС "Шлаковые расплавы" 9.0// Информационные технологии моделирования и управления. – 2009. - №1(53). - С. 106-5. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Оптимизация взаимодействия webприложения с базой данных в информационно-исследовательской системы «Шлаковые расплавы». // Ежемесячный научный журнал «Молодой ученый». – 2009. - №10. – С. 85-6. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Методы повышения эффективности работы студентов в исследовательском программном комплексе "Шлаковые расплавы" // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. -2009.

-№9.-С.91-93.

7. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Модальный метод разработки Webприложения для ИИС "Шлаковые расплавы"//Материалы докладов II межрегиональной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии 2009». – Обнинск: Обнинская типография. – 2009. - С.

13-8. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Визуализация параметров потенциала Митры в информационно-исследовательской системе «Шлаковые расплавы» // Труды международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2009».- СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. - 2009. - С.308-9. Трунов А.И., Воронова Л.И., Григорьева М.А. Подсистема распределенных вычислений для ИИС «Шлаковые расплавы» // Труды международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2009».- СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. - 2009. - С.382-10. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Архитектура информационноисследовательской системы (ИИС) физико-химического моделирования «Шлаковые расплавы» версии 9.0 // Материалы межрегиональной научнопрактической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в образовании и научной деятельности», Хабаровск, 21-23 сентября 2009 г. / под науч. Ред. А.И. Мазура. – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. Гос. Унта. - 2009. - С.182-11. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Методы оптимизации архитектуры информационно-исследовательской системы "Шлаковые расплавы"//Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (13-14 ноября 2009 г.) «Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2009)». - Томск: Изд-во Том. ун-та. - 2009. - Ч.1. - С.124-129.

12. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Виртуальная исследовательская лаборатория «Шлаковые расплавы»// Сборник материалов X Международной научно-практической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в образовании (ИКТО-2009)»:/Сборник материалов в 2-х томах. Т.

2. – Борисоглебовск: ГОУ ВПО «БГПИ». - 2009. – С.49-13. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Реализация интерактивного webприложения для распределенного моделирования свойств шлаковых расплавов // Сборник докладов научно-практической конференции «Современные информационные технологии и ИТ-образование»: учебно-методическое пособие. Под ред. Проф. В.А. Сухомлина. – М.: ИНТУИТ.РУ. - 2009. – С.83114. Григорьева М.А., Воронова Л.И. Модель оценки степени полимеризации полианионных комплексов, образующихся при плавлении оксидных расплавов в ИИС «шлаковые расплавы» // Материалы докладов Международной научнопрактической конференции «Современные достижения в науке и образовании:

математика и информатика». – 2010. - С.219-225.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»