Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Скорость охлаждения , используемая при моделировании процессов охлаждения системы классическими методами молекулярной динамики, обычно составляет К/с. Однако максимальные скорости охлаждения, реализуемые в эксперименте на данный момент, как правило, не превышают [1]. Моделирование глубокого переохлаждения системы частиц при таких значениях будет длиться месяцы и годы. Ускорение расчетов через увеличение временного шага моделирования не представляется возможным, поскольку в случае конденсированной системы может приводить к перекрытию частиц [2]. Следовательно, разработка методов, позволяющих моделировать многочастичную систему в экспериментально реализуемых условиях, является актуальной задачей. Решение этой задачи позволит интерпретировать реальные эксперименты по фазовым переходам с помощью методов моделирования молекулярной динамики. Цель данной работы заключалась в развитии оригинальной методики моделирования охлаждения расплавов со скоростями, приближенными к экспериментально реализуемым.
Рассматривается система из частиц, взаимодействие между которыми описывается потенциалом Леннарда — Джонса [3]:
где – расстояние между частицами и . Температура системы меняется в диапазоне от до . Плотность системы поддерживается постоянной. Интегрирование уравнений движения осуществляется с помощью скоростного алгоритма Верле [4] с временным шагом где — масса частицы. Скорость охлаждения принимает значение К/с.
На примере системы Леннарда — Джонса показано, что оригинальная методика позволяет восстановить интересующие состояния системы с заданной температурой , идентичные получаемым при охлаждении с произвольно заданными скоростями, начиная с температуры , не прибегая к моделированию такого охлаждения на всём диапазоне температур .
