slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Автор : Лукин Сергей ( аспирант кафедры прикладной математики ) PowerPoint Presentation
Download Presentation
Автор : Лукин Сергей ( аспирант кафедры прикладной математики )

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 21

Автор : Лукин Сергей ( аспирант кафедры прикладной математики ) - PowerPoint PPT Presentation


  • 177 Views
  • Uploaded on

Моделирование адсорбции водного раствора несимметричного диметилгидразина в микропоре активированного угля методом молекулярной динамики. Автор : Лукин Сергей ( аспирант кафедры прикладной математики ) Научный руководитель: Меньшиков Л. И. Архангельск, 2013. Вычислительный эксперимент.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Автор : Лукин Сергей ( аспирант кафедры прикладной математики )' - marcos


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Моделирование адсорбции водного раствора несимметричного диметилгидразина в микропоре активированного угля методом молекулярной динамики

Автор: Лукин Сергей

(аспирант кафедры прикладной математики)

Научный руководитель: Меньшиков Л. И.

Архангельск, 2013

slide2
Вычислительный эксперимент

Метод изучения устройств или физических процессов с помощью математического моделирования

  • Теоретические исследования молекулярных систем
  • Исследование свойств веществ
  • Синтез веществ с заданными свойствами
slide3
Цель

Продемонстрировать эффективность использования методов вычислительного эксперимента при решении прикладных задач физической химии, характерных для арктического региона.

slide4
Несимметричный диметилгидразин

Несимметричный диметилгидразин (НДМГ, «гептил», 1,1-диметилгидразин) — компонент высококипящего (имеющего температуру кипения выше 0 °C) ракетного топлива

Обладает сильным токсическим и мутагенным действием. 1й класс опасности

Космодром

«Плесецк»

slide5
Адсорбция

Адсорбция (лат. ad — на, при; sorbeo — поглощаю) — это повышение концентрации одного вещества (газ, жидкость) у поверхности другого вещества (жидкость, твердое тело).

Адсорбция — всеобщее и повсеместное явление, имеющее место всегда и везде, где есть поверхность раздела между фазами. Наибольшее практическое значение имеет адсорбция поверхностно-активных веществ и адсорбция примесей из газа либо жидкости специальными высокоэффективными адсорбентами.

slide6
Активированный уголь

Активированный (или активный) уголь (от лат. carbo activatus) — это адсорбент - вещество с высоко развитой пористой структурой, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения

slide8
Молекулярная динамика
  • МД – метод молекулярного моделирования, позволяющий имитировать движение каждой частицы молекулярной системы с помощью пошагового интегрирования Ньютоновских уравнений движения.
  • Объём вычислений
  • Моделирование небольших временных интервалов
  • Только макропараметры
  • Хорошая аппроксимация
  • Простота реализации
  • Распараллеливание
  • Эффективность
slide9
Механизм МД

МД - имитирование движений каждой частицы молекулярной системы с помощью Ньютоновских уравнений движения

- масса и радиус-вектор i-го атома системы

- полная энергия системы

slide10

O

H

Полная энергия

Φ

Θ

r

Колебание хим. связь

Колебание валентных углов

Торсионный угол

Водородная связь

Ван Дер Ваальсово взаимодействие

Электростатическое взаимодействие

r

r

r

slide11
Интегрирование

Для получения траекторий движения атомов разработано несколько численных алгоритмов интегрирования уравнений МД (алгоритм Верле, leap-frog и т.д.).

Алгоритм Верле

Используя координаты и ускорение на шаге tи t – dt , получаем координаты на шаге t

slide12
Ход эксперимента

1. Создание начальной конфигурации моделируемой ячейки

  • Начальные координаты и скорости атомов
  • Граничные условия (например, периодические)

2. Ввод параметров системы

  • Параметры межатомного взаимодействия
  • Топология системы (хим. связи, углы и тд.)
  • Прочие параметры (температура, давление, шаг интегрирования …)

3. Минимизация системы

  • Коррекция положения атомов для минимизации энергии

4. Релаксация к положению термодинамического равновесия

5. Наблюдение, получение результатов

slide13
Программные пакеты

Ascalaph Designer, VMD, PyMOL, VegaZZ – создание модельной ячейки (визуальное конструирование молекул)

NAMD – пакет молекулярного моделирования, реализующий методы молекулярной динамики, монте-карло. Поддерживает мультипроцессорную обработку, есть кластерная версия.

Визуализация результатов – VMD, PyMOL

slide14
Параметры модели

Параметры межатомного взаимодействия и топологии:

T = 300К

Шаг интегрирования = 1.5 фс

Шагов моделирования = 100000 (0.15 наносекунды)

Атомы поры угля фиксированы

slide21
Спасибо за внимание

Лукин СергейИгоревич

(аспирант кафедры прикладной математики)

E-mail: Sergey.Lukin@gmail.com