ИСТИНА

Проект направлен на исследование течений смесей газов при конечных числах Кнудсена в областях с неизотермическими и подвижными границами, при наличии больших перепадов давления и ударных волн с учетом возбуждения и релаксации внутренних степеней свободы молекул. Необходимость такого исследования продиктована реальными нуждами современного приборостроения, газоразделительной, вакуумной и микротехники. Данные задачи возникают при разработке новых типов вакууметров, газоразделительных устройств, «сухих» средств откачки в вакуумной технике, систем отвода тепла от нагреваемых лазером поверхностей, движущихся с высокими скоростями в вакуумных камерах, и многих других технологий. Исследование переходного режима течения, ускоренное движение границ расчетной области и изменение ее геометрии, необходимость моделировать течения многоатомных газов ‒ все это представляет серьезный вызов теоретической науке и существующим численным методам динамики разреженного газа. Авторы планируют преодолеть эти сложности, опираясь на собственный успешный опыт применения подходов событийного молекулярно-динамического моделирования для решения подобных задач, и развить созданную коллективом методику на случай описанных выше условий. Заявленная научная проблема будет исследоваться применительно к нескольким конкретным постановкам задач о течении разреженного газа и смесей газов, имеющим собственную научную и прикладную ценность, а полученные результаты откроют возможность детального предсказательного моделирования работы целого класса новых устройств.

Авторами разработан метод молекулярно-динамического моделирования (MD) процессов адсорбции в нано-структурах, с помощью которого проведено исследование течения и процессов физической адсорбции водорода в массиве углеродных нанотрубок при температурах 80-300К [1–3]. Относительное массовое содержание и плотность водорода получены как функции давления и зазора между трубками в массиве. Найдена оптимальная геометрия пучка для адсорбции. Показано, что использование массивов углеродных нанотрубок для хранения водорода при комнатной температуре не целесообразно, а при низких температурах (Т=80К) их использование позволяет существенно повысить эффективность хранения водорода.