В современной энергетике в качестве альтернативного вида топлива всё больше внимания уде-ляется водороду. В этой связи возникает ряд вопросов касательно безопасности водородных топлив-ных элементов [1]. Другим аспектом горения в плоских зазорах являются микроэлектромеханические системы, способные обеспечивать энергией космические исследовательские аппараты [2].
Данное экспериментальное...
Современные концепции сокращения углеродных выбросов в условиях ограниченного количества водорода и энергии для его производства предусматривают использование в качестве топлива смесей метана с водородом [1]. Одним из ключевых аспектов безопасности использования газовой смеси является знание ее пределов воспламеняемости и условий, при которых она может безопасно храниться и транспортироваться....
Создание технологии плазменной сепарации отработавшего ядерного топлива подразумевает под собой решение трех принципиальных задач: испарения и ионизации конденсированного вещества топлива или отходов, пространственного разделения потоков тяжелых и легких ионов и сбора отсепарированного вещества [1]. В рамках решения первой задачи необходимо создать источник, генерирующий поток однократно...
В последнее время одним из основных направлений развития энергетики является стремление к более высоким стандартам экологической безопасности. Всё большую актуальность приобретает использование энергетических установок с пониженным или нулевым уровнем выбросов загрязняющих веществ, что, в том числе, подразумевает применение технологичных видов углеродного биотоплива. Как следствие, интерес...
В современной науке и технике проблема экранирования магнитного поля Земли остается актуальной задачей в различных сферах, таких как: разработка чувствительных измерительных устройств и систем навигации, производство медицинского оборудования, исследование материалов и разработка новых, а также исследования магниторецепции и влияния гипомагных условий на живые организмы. Также в последние годы...
В настоящее время бурно развивается метод плазменной сепарации элементов [1]. Одной из задач, встающей на этом пути, является создание источника плазмы со 100% степенью ионизации и единичной кратностью ионов. В качестве перспективного варианта решения рассматривается диффузный вакуумно-дуговой разряд с подогреваемым катодом [2] в магнитном поле. Настоящее исследование является частью цикла,...
Молекулярная динамика (МД) является распространенным методом вычисления термодинамических и кинетических свойств различных материалов. Достаточной точностью обладают расчеты, сделанные из первых принципов, например, с помощью теории функционала плотности (ТФП), однако молекулярная динамика (МД), основанная на ТФП, требует больших вычислительных ресурсов. Из-за высокой вычислительной сложности...
Переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) является серьезной экологической проблемой в современном мире[1]. Ее решение позволит не только снизить негативное влияние атомной энергетики на окружающую среду, но и увеличит экономический выход получения атомной энергии. Концепция плазменно-оптической масс-сепарации с потенциальной ямой, предложенная В.П. Смирновым[2], реализуется на практике...
Двухкомпонентная плазма представляет собой систему из двух различных видов заряженных частиц, обычно противоположных зарядов, например, ионов и электронов [1, 2]. Прямое моделирование данной системы с помощью классической молекулярной динамики затруднительно, поскольку при использовании потенциала Кулона, который имеет сингулярность на малых расстояниях между частицами, противоположные заряды...
Утечка токсичных и легковоспламеняющихся химических веществ представляют серьезную опасность для общества, поскольку они влияют на экосистему и в конечном счете на здоровье человека. Для контроля концентрации газов, выделяемых предприятиями, были разработаны различные типы газовых датчиков. Наиболее перспективными считаются датчики хеморезистивного типа на основе производных графена благодаря...
Вопрос образования сажевых частиц в процессах горения и пиролиза углеводородов представляет интерес по причине повсеместного использования углеводородных топлив в промышленности, вследствие эксплуатации которых в атмосферу выбрасываются сажевые частицы и их прекурсоры – полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Сажа способствует глобальному потеплению [1], а многие соединения ПАУ...
На сегодняшний день практика применения низкотемпературной плазмы для обработки конструкционных материалов активно используется в промышленности. В частности, плазменные технологии применяются для синтеза и обработки порошковых материалов. Для этой задачи зачастую применяется нагрев исходного сырья в высокочастотном индукционном разряде и последующее диспергирование расплава, либо же его...
Метод молекулярной динамики уже десятки лет используется для моделирования свойств веществ. Важно, что с помощью данного метода можно численно исследовать термодинамические свойства веществ в областях, практически недоступных для анализа методами статистической физики. Методика подвижного окна [1] позволяет на атомистическом уровне рассматривать длительные динамические процессы, такие как...
Сходимость результатов атомистического моделирования классических и вырожденных кулоновских систем по числу частиц (или эффекты конечных размеров) остается главной проблемой для получения корректных термодинамических функций в пределе бесконечного числа частиц при фиксированной плотности (т. е. в термодинамическом пределе) [1]. Наибольшее влияние на скорость этой сходимости оказывает потенциал...
К пониманию физического мира можно подойти на многих уровнях, от подробных квантово-механических расчетов на субатомном уровне до представления макроскопических свойств групп атомов, как единого целого. В настоящее время для описания систем стало активно применяться молекулярное моделирование, включающее от 106 до 109 атомов. Это количество частиц позволяет рассчитать макроскопические свойства...
Фемтосекундное лазерное абляционное удаление конденсированных веществ является одним из ключевых процессов в нано- и микромасштабной обработке поверхности материалов. Метод лазерной печати позволяет дешево и массово создавать наноструктуры на кремниевой основе. Однако, несмотря на перспективность этой технологии, фундаментальные процессы, лежащие в основе фемтосекундной лазерной абляции, до...
Для проведения экспериментов с газовыми смесями помимо пропорций, составляющих необходимо знать время их полного перемешивания. Для этой цели проведена серия экспериментов по определению скоростей потоков и распределения концентраций в баллоне объёмом 40 л. Исследовались два типовых случая: инжекция водорода в изначально неподвижный воздух и инжекция воздуха в изначально неподвижный водород....
Управление поведением и определение статистических свойств кулоновские структуры одноименно заряженных пылевых частиц микронного размера в электродинамической ловушке является одной из основных задач при экспериментальном изучении однозарядной плазмы, при создании фильтровальных и очистительных устройств и разработке новых технологий.
В предыдущей работе [1] нами были определены границы...
