Математическое моделирование тепловой составляющей уравнения состояния молекулярных кристаллов

Abstract

Данная работа посвящена построению математической модели уравнения состояния молекулярных кристаллов. Ее практическая ценность заключается в том, что все твердые взрывчатые вещества являются молекулярными кристаллами. Следовательно, разработав математическую модель уравнения состояния молекулярного кристалла, можно будет прогнозировать поведение твердых взрывчатых веществ при высоких давлениях и температурах. Сложность построения уравнения состояния молекулярного кристалла состоит в том, что большое число степеней свободы молекул, входящих в состав кристалла, не позволяет проведение прямых вычислений. В данной работе был предложен подход, который позволил использовать все лучшее, что есть в моделях Дебая и Эйнштейна для описания термодинамики кристаллов. Разделение частот нормальных колебаний в кристалле на высокочастотные и низкочастотные ( деформационные) колебания позволило получить аналитическое выражение для коэффициента Грюнайзена и параметры для тепловой составляющей уравнения состояния молекулярного кристалла. This work is devoted to the construction of mathematical models of the equation of state of molecular crystals. Its practical value lies in the fact that all the solid explosives are molecular crystals. Therefore, after developing a mathematical model of the equation of state of molecular crystals, it will be possible to predict the behavior of explosives at high pressures and temperatures. The difficulty of the construction of the equation of state molecular crystals is that a large number of degrees of freedom of the molecules in the crystal structure does not allow the use of direct calculations. In this paper, we proposed an approach that allowed the use of all that is best in the Debye and Einstein models to describe the thermodynamics of crystals. Frequency separation of the normal vibrations in the crystal at high-frequency and low-frequency fluctuations allowed to getan analytical expression for the Gruneisen and parameters for the thermal component of the equation of state of molecular crystal.