Кафедра тэарэтычнай механікі
УА "БЕЛАРУСКІ ДЗЯРЖАЎНЫ ТЭХНАЛАГІЧНЫ ЎНІВЕРСІТЭТ "
| |
| ГАЛОЎНАЯ |
| ПРА КАФЕДРУ |
| ВУЧЭБНАЯ РАБОТА |
| СТУДЭНТУ |
| ЗАВОЧНІКУ |
| НАВУКОВАЯ ДЗЕЙНАСЦЬ |
| НДРС |
| МІЖНАРОДНАЯ ДЗЕЙНАСТЬ, ПАРТНЁРЫ |
| АБІТУРЫЕНТУ |
| САЙТ БДТУ |
|
Навуковыя тэмы кафедры тэарэтычнай механікі ў 2011-2015 гг. |
|
- бягучыя НДР
У Беларускі Рэспубліканскі фонд фундаментальных даследаванняў пададзена заяўка на тэму "Аналіз канфармацыйных уласцівасцяў палімераў полі вініл пираллидон (ПВП) і полі вініл спірт (ПВС) на аснове метаду малекулярнай дынамікі і статыстыка-механічных разлікаў" на сумесны конкурс з Дзяржкамітэтам па навуцы Рэспублікі Арменіі. З боку Арменіі заяўка пададзена Міжнародным адукацыйным цэнтрам НАН Рэспублікі Арменіі.
Тэма ДБ 11-141 "Электронны і іённы перанос у крышталічных і атамна-малекулярных структурах пры наяўнасці структурнай неўпарадкаванай і / або прасторавай неаднастайнасці". Мэтай праекта з'яўляецца распрацоўка тэарэтычных метадаў даследавання электронна- і іённа-транспартных працэсаў у матэрыялах са структурнымі дэфектамі, абумоўленымі неаднастайнасцю складу, недасканаласцю крышталічнай спарадкаванасці ці выпадкова неаднародным размеркаваннем прымешак, а таксама пры наяўнасці прасторавых неаднастайнасцяў, абумоўленых міжфазавай і міжкрышталічнай межамі. Навуковы кіраўнік д.ф.-м.н. праф. Віхрэнка В.С.
Тэма ДБ 11-143 "Працэсы пераносу і нанапамернага структурарвання, якія суправаджаюцца фазавымі пераходамі першага і другога роду". Мэтай праекта з'яўляецца распрацоўка тэарэтычных метадаў апісання эвалюцыі двух-і трохмерных нанапамерных аб'ектаў складанай структуры, у якіх магчымы фазавыя пераходы першага і другога роду, якія спрыяюць іх структурызацыі з прычыны ўзаемаабумоўленых працэсаў змены канцэнтрацыі, хімічных патэнцыялаў і іх градыентаў, а таксама разлік магчымых структур у залежнасці ад пачатковых і межавых умоў. Навуковы. кіраўнік д.ф.-м.н. праф. Віхрэнка В.С.
Тэма ДБ 37-11 "Статыстычная механіка і тэрмадынаміка фізіка-хімічных сістэм і дынаміка механічных сістэм". Мэтай праекта з'яўляецца распрацоўка метадаў апісання і аналіз кінематычных, дынамічных, статыстыка-механічных і тэрмадынамічных характарыстык механічных (ствол дрэва, прамысловае абсталяванне) і фізіка-хімічных (атамна-малекулярныя сістэмы, растворы і інш.) сістэм. Навуковы. кіраўнік д.ф.-м.н. праф. Віхрэнка В.С.
"Аналіз канфармацыйоных уласцівасцяў палімераў полі вініл пираллидон (ПВП) і полі вініл спірт (ПВС) на аснове метаду малекулярнай дынамікі і статыстыка-механічных разлікаў". Мэтай праекта з'яўляецца дэталёвы канфармацыйны аналіз палімераў ПВП і ПВС ў водным растворы на аснове малекулярна-дынамічнага мадэлявання і статыстыка-механічнага разгляду. Навуковыя. кіраўнікі акадэмік НАН Арменіі Шагінян А.А., к.ф.-м.н., дац. Грода Я.Г.
Завершаныя навуковыя даследаванні, выкананыя на кафедры тэарэтычнай механікі ў 2006-2010 гг.
Навукова-даследчая праца на кафедры тэарэтычнай механікі праводзілася па сямі тэмах: У рамках гэтых тым былі атрыманы наступныя асноўныя вынікі:
Тэма ДБ 26-120"Тэорыя рашотачных сістэм у дачыненні да даследавання раўнаважных і кінэтычных уласцівасцяў крышталічных і неўпарадкаваных структур" пад кіраўніцтвам прафесара Віхрэнка В.С. выконвалася дацэнтам Бокунам Г.С., асістэнтам Ласоўскім Р.Н., лабарантам Дуброва Т.І., студэнтам 5 курса ТТЛП Гмыракам А.С. Упершыню распрацаваны алгарытм мадэлявання і вывучаны працэс зараду / разраду інтеркаляцыйнай крыніцы току па метадзе Монтэ-Карла; ў рамках набліжэння сярэдняга поля, квазіхімічнага і дыяграмнага набліжэнняў сфармуляваная сістэма дыферэнцыяльна-рознасныя кінэтычных раўнанняў эвалюцыі шчыльнасці адно-і двухузроўневых рашотачных флюідаў, прыдатная для даследавання кінетыкі параметру парадку і фазавага расслаення сістэмы; даследавана кінетыка пераходнага слоя рашотачны газ - рашотачная вадкасць для сістэм з прыцягненнем бліжэйшых суседзяў для адно-і двухузроўневых сістэм; даследавана рэлаксацыя параметру парадку ў аднаўзроўневай сістэме з адштурхваннем бліжэйшых суседзяў; даследавана рэлаксацыя параметру парадку ў двухузроўневай сістэме; даследавана кінетыка нанапамернага структуравання шчыльнасці сістэмы пры ўмове, што яе зыходны стан тэрмадынамічна няўстойлівы.
Тэма ДБ 26-137"Тэорыя рашотачных сістэм у дачыненні да даследавання раўнаважных і кінэтычных уласцівасцяў крышталічных і неўпарадкаваных структур" пад кіраўніцтвам праф. Віхрэнка В.С. выконвалася дацэнтам Гродай Я.Г., асістэнтам Гапанюком Д.У., лабарантам Дуброва Т.І. Прапанаваны агульны статыстычна-механічны выраз для каэфіцыента дыфузіі рашотачнага флюіда на адвольнай рашотцы, якое ўлічвае эфекты прасторавай і часовай дысперсіі. Даследавана залежнасць каэфіцыента дыфузіі ад хвалевага вектара. Распрацавана тэорыя дыфузійных характарыстык рашоточнага газу на дынамічна і статычна неўпарадкаваных рашотках. Прапанаваныя аналітычныя выразы для ацэнкі кінэтычных каэфіцыентаў дыфузіі статычна і дынамічна неўпарадкаваных сістэм. Вывучаны ўплыў памернасці і тыпу неўпарадкаванай рашоткі, а таксама характару міжчастічнага ўзаемадзеяння, на дыфузійныя ўласцівасці рашотачнага газу. На аснове метаду нераўнаважных статыстычных ансамбляў Зубарава атрыманы выразы для вызначэння каэфіцыентаў тэрмадыффузіідвухкампанентнага рашотачнага флюіду. Распрацавана методыка вызначэння каэфіцыентаў тэрмадыффузіі ў двухкампанентным рашотачным флюідзе на аснове тэрмадынамічных і статыстычна-механічных суадносін і камп'ютэрнага мадэлявання па метадзе Монтэ-Карла. Даследаваны працэс унутрымалекулярнай перадачы вібрацыйнай энергіі ў сістэме двух храмафораў, азулен і антрацыт, злучаных аліфаціческіе ланцугом.
Тэма ДБ 26-138"Вывучэнне самаарганізацыі і структуравання ў перспектыўных для прымянення палімерных сістэмах, распрацоўка новых матэрыялаў і методык аналізу для патрэб нафтахіміі, экалогіі і медыцыны" пад кіраўніцтвам прафесара Нямцова В.Б. выконвалася дацэнтам БяловымУ.В. Устаноўлены выразы для васьмі каэфіцыентаў вязкасці монадаменнага ўзору нематычнага эластоамеру і вызначаны часы рэлаксацыі арыентацыйнага параметру парадку. Устаноўлены ўплыў арыентацыйнага параметру парадку на каэфіцыенты вязкасці. Для мадэлі гнуткіх ланцужных малекул пабудавана статыстычная тэорыя вязкасці як для разведзеных раствораў палімерных малекул, так і для сеткаватых структур, у якіх маюцца папярочныя сувязі паміж гнуткімі малекуламі. У сувязі з наяўнасцю вялікіх дэфармацый даследваны іх уплыў на рэлаксацыю напружанняў. Важным вынікам з'яўляецца пабудова нелінейнай тэорыі пругкасці вадкакрысталічных палімераў. На аснове распрацаванай статыстычнай тэорыі уведзены параметр дэфармаванага стану эластамераў з арыентацыйным парадкам у форме квадратнага кораня тэнзару Кашы-Грына. Разлічаны крывыя расцяжэння эластамераў з улікам мяккай моды. У выпадку ізатропнага эластомера ўпершыню дадзена тэарэтычнае апісанне расцяжэння эластомера пры вялікіх дэфармацыях (кратнасць расцяжэння да сямі адзінак). Упершыню ўстаноўлены ўплыў параметру парадку, які выяўляецца ў з'яўленні мяккіх мод і выгляд крывых расцяжэння нематычных эластамераў. Дадзена апісанне кінетыкі арыентацыйнага парадку з дапамогай усталяванага на строгай аснове ўраўненні Фокера-Планка.
Тэма ДБ 26-143"Распрацоўка і пабудова тэорыі механічных мадэляў дынамічных працэсаў у макрамалекулах з шрубавай структурай" пад кіраўніцтвам прафесара Нямцова В.Б. выконвалася дацэнтам Камлюком А.М., асістэнтам Шырко А.У., лабарантам Валынчук Л.А. Упершыню распрацавана тэрмадынамічная мадэль дэфармавання малекулы ДНК; апісаны пераходы з стандартнай У-формы ў S-форму, якая адказвае сверхрастянутой малекуле ДНК; даследавана ўплыў ціску на фізічныя ўласцівасці малекулы пры яе сцісканні падоўжнымі сіламі, а таксама пры яе расцяжэнні; вывучаны прасторавыя канфігурацыі кальцавой ДНК і пераразмеркаванне энергіі выгібу і энергіі скрута ў залежнасці ад прыкладзенай знешняй нагрузкі; ўстаноўлены значэння крытычных вуглоў закручвання, пры якіх адбываецца пераход ад кальцавой канфігурацыі малекулы ДНК да першага супервітку; праведзены аналіз ўплывужорсткасцімалекулы ДНК на велічыню крытычных вуглоў закручвання; вызначаны амплітудна-частотныя характарыстыкі нелінейных папярочных ваганняў малекулы ДНК; ўстаноўлены значэння частот, якім адпавядаюць вялікія амплітуды ваганняў, і праводзіцца аналіз ўзнікнення дзвюхнітевых разрываў малекулыДНК на базе распрацаванай тэорыі; вылічаныя часовыя карэляцыйныя функцыі, якія вызначаюць кінэтычныя каэфіцыенты; праведзена статыстычнае вылічэнне каэфіцыентаў вязкасці упарадкаваных фаз малекул ДНК; на аснове выразу для тэнзару каэфіцыентаў вязкасці пры вядомых часах рэлаксацыі разлічваюцца высокачастотныя модулі пругкасці упарадкаваных фаз малекул ДНК; распрацавана мадэль рэптацыйнай механікі малекулы ДНК пры пранікненні яе ў ядро клеткі; вывучаны ўплыў флуктуацый выгібу на пранікненне ДНК ў клетку; даследваны ваганні рэгулярных сістэм з масамі аднаго і дзвюх тыпаў з наступным аналізам іх дынамікі. Распрацаваны дынамічныя мадэлі малекулы ДНК з масамі аднаго і двух тыпаў; даследваны ўплыў радыяцыйнага выпраменьвання на змяненне генетычнай інфармацыі арганізма і інтэркаляцыі лекавых прэпаратаў у нуклеатыдную паслядоўнасць ДНК; атрымана і нелінейная мадэль ДНК з дыскрэтным размеркаваннем мас нулеатыдаў.
Тэма ФФ 28-074"Транспартныя ўласцівасці рашотачнага флюіда на неўпарадкаванай рашотцы" пад кіраўніцтвам дацэнта Гроды Я.Г.выконвалася старшым выкладчыкам Гапанюком Д.У. і асістэнтамі Шырко А.У. Разгледжаны асаблівасці працэсу дыфузіі рашотачнага флюіда на рашотках розных тыпаў. Паказана, што залежнасць транспартных характарыстык ад памернасці сістэмы прысутнічае толькі ў выпадку статычна неўпарадкаваных сістэм у выглядзе залежнасці энергіі актывацыі кінэтычнай дыфузіі ад энергіі перкаляцыйннага пераходу. У той жа час атрымана, што дадзеная залежнасць з'яўляецца досыць слабой і энергія актывацыі можа прымацца роўнай сярэдняй вышыні міжвузельнага бар'еру ва ўсёй тэмпературнай вобласці за выключэннем гранічна нізкіх тэмператур. Праведзены аналіз перспектыў далейшага развіцця і практычнага выкарыстання атрыманых вынікаў.
Тэма ФФ 27-053 "Распрацоўка мадэляў кампактных структур малекулы ДНК метадамі тэорыі пругкасці" пад кіраўніцтвам дацэнта Камлюка А.М., выконвалася асістэнтам Шырко А.У., асістэнтам Барысевічам С.А., студэнтам 5 курса ХТиТ Кошманам В.Л. Праведзены даследаванні фактараў, якія ўплываюць на праходжанне працэсу зверхспіралізацыі малекулы ДНК. Пабудаваныя залежнасці тапалагічных і дыферэнцыяльна-геаметрычных характарыстык малекулы ДНК ад вуглазвіўкі. Праведзены аналіз перспектыў далейшага развіцця і практычнага выкарыстання атрыманых вынікаў.
Тэма ДБ 53-06 "Статычныя і дынамічныя ўласцівасці механічных і фізіка-хімічных сістэм" пад кіраўніцтвам прафесара Віхрэнка В.С. выконвалася прафесарам Нямцовым В.Б., дацэнтам Бяловым В.У., дацэнтам Бокунам Г.С., дацэнтам Гродай Я.Г., дацэнтам Камлюком А.М., дацэнтам Хвясько Г.М., старшым выкладчыкам Гапанюком Д.У., асістэнтам Ласоўскім Р.М., асістэнтам Барысевічам С.А. Выкананае класічнае малекулярна-дынамічнае мадэляванне рэлаксацыі вагальнай энергіі HOD у цяжкай вадзе D2O прайгравае галоўныя асаблівасці папярэдніх даследаванняў па метадзе Ландау-Тэлера. Разам з гэтым, мадэляванне дазволіла ацаніць уклад круцільных ступеняў свабоды, які быў вельмі істотным не толькі ў забеспячэнні эфектыўнага унутрымалекулярнага каналу для дэпапуляцыі дэфармацыйных ваганняў HOD (38%), але, больш за тое, ён апынуўся дамінуючым каналам перадачы энергіі растваральніка (48%). Параўнанне з эксперыментальна вызначанымічасам рэлаксацыі паказала, што мадэляванне правільна прайгравае піка- і субпікасекундные маштабы часу, прычым канкрэтныя лікавыя значэння былі атрыманы без якога-небудзь падганяння параметраў патэнцыялаў. Акрамя гэтага, вынікі дазваляюць атрымаць поўную карціну водгуку растваральніка на вагальны ўзбуджэнне HOD, роўна як і роля вагальнай прэдыссацыацыіў вагальнай рэлаксацыі. Паказана, што магчымы альбо прамы абмен энергіяй паміж вагальны ступенямі свабоды малекулы і яе асяроддзем, альбо праз круцільныя ступені свабоды. Атрыманае аналітычнае выраз для механічнай характарыстыкі асінхроннага рухавіка друкавальнай машыны Romayor 314 дазваляе хутка выконваць вылічэнні і, у адрозненне ад колькаснага інтэгравання зыходных дыферэнцыяльных раўнанняў руху, выкарыстоўваць яго ў сістэмах кіравання рэальнага часу. Знойдзеныя таксама і даследаваны характарыстыкі затухаючых ваганняў патокасчапленняў і моманту рухавіка, якія ўзнікаюць пры яго запуску або змене рэжыму працы. Атрыманыя вынікі справядлівыя для шырокага класа асінхронных рухавікоў. Даследавана ЛПР з новай кінематычнай схемай. Даследаванні паказалі, што, з пункту гледжання ўздзеяння на падставу і элементы канструкцыі, ЛПР з прапанаванай кінематычнай схемай нагружаная ў 2-2.5 разы менш у параўнанні з класічнай ЛПР. Зніжэнне дынамічных рэакцый аказвае станоўчы эфект па зніжэнні энергаёмістасці, так як памяншаецца праца па пераадоленні карысных сіл супраціву.Прымяненне элліпсографу дазволіла значна паменшыць ударныя нагрузкі, якія ўзнікаюць пры змене накірунку руху паўзуна крывашыпна-паўзуна механізму ад верхняй мёртвай кропкі да ніжняй. Эфектыўнасць яго прымянення можна абгрунтаваць не толькі зніжэннем дынамічнай нагружаная лесапільны рамы, але і магчымасцю бесперапыннай падачы бярвена і забеспячэння пілавання па найбольш рацыянальнай траекторыі зуб'яў. У працы паказана, што выкарыстанне прафесійных пакетаў прыкладных праграм, такіх як Unigraphics NX, і метаду канчатковых элементаў дазваляе надзейна знаходзіць размеркаванне напружанняўу круглых пілах пры розных іх канструктыўных асаблівасцях і ўмовах нагружуння.Атрыманыя вынікі могуць быць выкарыстаны для скарачэння расходаўі паскарэння тэмпаў праектавання на ўсіх этапах стварэння вырабаў, бодазваляюць хутка і з мінімальнымі расходамірэсурсаў прааналізаваць мноства магчымых варыянтаў праектаваныхвырабаў. Па сфармуляваным у працы дыферэнцыяльным раўнаннях руху выканана даследаванне ўзаемаўплыву вярчальнага і паступальнага рухаў кальца па нахільнай паверхні пад дзеяннем сіл трэння і ўстаноўлена, што абодва выгляду руху спыняюцца адначасова.
Тэма ДБ 27-06 "Праблемы малекулярна-статычнай тэорыі фізічных уласцівасцяў і працэсаў у кандэнсаваных сістэмах" пад кіраўніцтвам прафесара Нямцова В.Б. выконвалася дацэнтам Бяловым В.У., дацэнтам Камлюком А.М., асістэнтам Барысевічам С.А. Атрыманы нелінейныя інтэгральныя раўнанні для ўнарных і бінарных функцый размеркавання іённай сістэмы ў палярным растваральніку, з якіх ліквідаваны ўсе разыходнасці, звязаныя з кулонаўскімі узаемадзеяннем паміж зараджанымі часціцамі, а таксама з узаемадзеяннем зараджаных часціц з дыполя нейтральнай кампаненты. Атрыманы выразы для свабоднай энергіі, ціску і сярэдняга дыпольныя моманту такой сістэмы. З дапамогай тэхнікі функцыянальнага аналізу мадэлі, без выкарыстання якіх-небудзь набліжэнняў, атрыманая замкнёная сістэма інтэгральных раўнанняў для функцый размеркавання вадкасці з адвольным узаемадзеяннем паміж яе часціцамі. Атрыманае нелінейнае інтэгральнае раўнанне для простай вадкасці ўжыта ў мадыфікаванай форме да сістэмы зараджаных часціц. Над раўнаннем праведзена эквівалентнае пераўтварэнне, у выніку якога далёкадзеючае кулонаўскае ўзаемадзеянне аказалася замененым экранаваным патэнцыялам дебай-хюккелеўскага тыпу, што ліквідавала патэнцыйныя разыходнасціінтэгралаў. Упершыню ўстаноўлена сувязь паміж каэфіцыентамі дыфузіі і вядомымі раней кампанентамі карэляцыйныя функцый патокаў ліку часціц.Выкарыстаная асімптатычна адзнака бінарнай часовай карэляцыйнай функцыі, якая прыдатная для апісання высокачашчыннай вобласці (вобласць кароткіх часоў) і вобласці нізкіх частот (вобласці вялікіх часоў). Праведзена сшыўка названых асімптотык. У прыватнасці, пабудаваны дзвюхчасцінкавыя кінэтычныя функцыі размеркавання, якія апісваюць кінэтыку адноснага руху дзвюх часціц. Ацэнка гэтых функцый - цяжкая задача, якая вырашалася набліжанымі метадамі, у прыватнасці, шляхам сшыўкі асімптотык, запісаных ў прасторы частот і хвалевых вектараў. Распрацавана мадэль і дыферэнцыяльна-рознасная схема руху стрыжня, які валодае ізгібной і круцільнай жорсткасцю, у трохмернай прасторы. Гэтая схема выкарыстаная для прамога колькаснага мадэлявання падзення дрэва з гнуткім ствалом у дзвюх-і трохмерным прасторах. Разлікі паказалі, што выкарыстанне разгледжанай мадэлі дазваляе ўлічыць гнуткасць і натуральную крывізну ствала пры падзенні дрэва, яго ўзаемадзеянне з пругкім падставай і лясной машынай, даследаваць характар размеркавання дэфармацый ствала дрэва пры яго падзенні і дэфармацыі падставы.
|