"Численные методы интегрирования уравнений движения для одномерной линейной цепочки и частицы в потенциальной яме Леннарда-Джонса" — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
Строка 95: Строка 95:
 
[[Image:Изображение223327.png|top]]
 
[[Image:Изображение223327.png|top]]
  
[[Image:Изображение2323.PNG|top]]
+
 
  
 
==Вывод:==
 
==Вывод:==

Версия 23:27, 23 января 2020

Курсовой проект по Механике дискретных сред

Исполнитель: Троцкая Валерия

Группа: 3630103/60101

Семестр: осенний семестр 2019-2020 учебного года

Постановка задачи:

  1. Сравнить различные методы интегрирования уравнений движения (Верле, Рунге-Кутта 4 порядка). Реализовать фиксированные, свободные и периодические условия
  2. Численно определить скорость диссоциации частицы в потенциальной яме Леннарда-Джонса

Теоретическая сводка:

1. Одномерная линейная цепочка

Рассмотрим модель колебаний одинаковых атомов массой m, находящихся в одномерной цепочке. Пусть в этой цепочке находится N атомов, связанных между собой квазиупругой силой с коэффициентом упругости k.

Изображение22332.png

Изображение22331.png

Если учитывать взаимодействие только соседних атомов, уравнение движения можно записать в следующем виде:

Изображение22333.png


Для решения уравнения движения воспользуемся численными методами интегрирования:

а. Метод Верле

б. Метод Рунге-Кутта 4 порядка

Изображение22334.png

Изображение22335.png

Изображение22336.png

Изображение22337.png

Изображение22338.png

Изображение22339.png

Изображение223310.png

Изображение223311.png

Изображение223312.png

Изображение223313.png

Изображение223314.png

Изображение223315.png


Для каждого из методов реализуются 3 вида граничных условий:

  • Фиксированные граничные условия

Изображение223316.png

Изображение223317.png

Изображение223318.png

Изображение223319.png

  • Свободные граничные условия

Изображение223320.png

Изображение223321.png

  • Периодические граничные условия

Изображение223322.png

Изображение223323.png


2. Частица в потенциальной яме Леннарда-Джонса

Уравнение движения частицы в потенциальной яме Леннарда-Джонса:

Изображение223324.png

Изображение223325.png

Изображение223326.png

Скоростью диссоциации будем называть скорость, которую необходимо сообщить частице, чтобы она улетела на бесконечность.

Изображение223327.png


Вывод: