Введение к работе
Актуальность темы: среди передовых нчучно-технических программ на современном этапе видное место занимают новейшие технологии и среди них - плазменные и фотонные. Актуальность разработки плазменных систем далеко не исчерпывайся известными к настоящему времени способами ах применения. С применением плазмы связан ряд перспективных проектов, пр: званных внести' су щественные изменения в энергетику, металлургию, машиностроение и другие отрасли народного хозяйства. С разраб ткой н зых плазменных систем постоянно расширяется как диапазон изменения основных параметров плазмы, так и номенклатура пла^мообразуших веществ. Для исследования и разработки таких систем, для проведения вычислительного эксперимента в области плазменных, пле"-модинамических, фотонных устройств особенно актуальной становится проблема "оздания банков'данных по термодинамическим, оптическим, переносным и др. свойствам плазм рабочих веществ: металлов, диэлектриков и газов.
Между тем при значительной потреоности в знании основных характеристик ..лазмы в литературе имеется весьма ограниченный объем информации такого рода.
Причины етому - во-первых, большая трудоемкость вычислений, связанная с необходимостью учета большого числа компонент плазмы (атомы, ионы, электроны и т.д.)' и всех возможных кванто-вомвіанических переходов мекду ними; во-вторых, принципиальные трудности и нерешенные теоретические вопросы, среди которых одним из важнейших является вопрос о влиянии неидеальности на опта эские свойства плазмы, т*е. о воздействии плазменного окружения на свойства внутренних состояний атімов и ионов и на определяемые ими оптические характеристики, «- о становится существенным при повышении концентрации уже выше 1017 см"3.
Таким образом, принципиальная актуальность создания информационных ситем, баз данных и знаний, разработки связанных методик расчета свойств плазмы, проведение теоретических исследований г> области слабонеидеальчой и неидеальной плазмы с целью адекватного описания влияния плазменного окружения на свойства обусловлено общим направлением прогресса в использовании "'ости-
жений физики плазмы, связанного г постоянным расширением диапазонов параметров и номенклатуры рабочих веществ.
Цель работы - создание программного комплекса для определения свойств хшогокомпонентной атомарк 3 сильноионизованчой равновесной плазмы в широком диапазоне изменения основных параметров - концентрации, температуры и энергии квантов.
Научкзя новизна заключается в том, что:
-
Предложены иерархические принципы построения объектно-ориентированного програк лого комплекса для вычисления оптических и термодинамических свойств плазмы.
-
Предложен комі экс методик ,;ля массовых расчетов термодинамических и стических свойств многокомпонентной равновесной плазмы.
-
Созданы основы автоматизированной системы научі.лх расчетов (АСНР) для определения термодинамических и оптических свойств многокомпонентной плазмы, открытой для дальнейшего развития, разг.Эотаны принципы построения базы данных (БД) по квашовомеханическим состояниям атомов и ионов, проведено наполнение БД для нескольких е.- ^ментов.
-
На основе крчзимолекулярной модели плотной плазмі' проведены квантово-статистические расчеты и получены аштроксимаци-онные формулы, учитывающие влияние квазимолекулярных состояний на лтический спектр связанно-связанных переходов.
Практическая значимость работы заключается в том, что раз
рабатываемая автоматизированная система научных расчетов термо
динамических и оптических свойств плазмы позволит получить мас
совые справочные данные по оптическим и термодинамическим свой
ства плотной многокомпонентной многократно ионизованной плазмы
как в виде информации на С мажном носителе (таблицы, графики),
так и в виде-машиночитаемых баз и банков данных; она спроекти
рована так, что является открытой для дальнейшего развития -
добавления новых и усовершенствования использовавшихся методик.
Формат представления и хранения входной и выходной информации
позволяет применять как отдельные результаты, так и весь комп
лекс в численном моделировании широкого круга задач плазменной
техники. '
Автор выносит на защиту:
- структуру построения автс.атизированной системы научных ?.
расчетов термодинамических и оптических свойств многокомпонентной плазмы;
комплекс методик и тестовые результаты расчетов оптических и термодинамичесідах свойств равновесной многокомпонентной атомарной плазмы в вироком диапазоне изменения основных параметров (температуры, концентрации и энергии kbsh.jb):
программный комплекс для ^асчеть термодинамических и оптических сгойств плазмы;
результаты численного исследования связанных состояний в п. .датой сильноионизованной плазме.
Апробация работы. Оси вные результаты и поколения работы докладывались и обсуждались на II и III Всесоюзне : симпозиуме по радиационной плазмодинамике, 13 Международной конференции по атомной физике, 25 Международной конференции по атомкій спектроскопии, XXI Международной конференции по явлениям в ионизованных газах, на научных семинарах в МГТУ. Работа была удостоена гранта на конкурсе работ студентов и молодых ученых "Студенческая научная весна - 94"'(МГТУ).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано б печатных работ.
Структура и объем работы. Работа состоит из введен ч, четырех частей, заключения и списка литературы. Она содержит 118 стр. основного текста, 52 рисунка, 7 таблиц, биолиографкл 136 наименований.