Излагаются основы подхода к теории многомасштабных атомно-молекулярных процессов на базе простейшей модели решеточного газа (МРГ), который решает задачу многомасштабного моделирования физико-химических процессов в наноразмерных системах. Теория объединяет расчет равновесных и динамических характеристик микронеоднородных систем с характерным масштабом неоднородностей от атомного до макроскопического во всем диапазоне времени от одной пикосекунды до секунд. Построенная система уравнений является системой в конечных разностях по приращениям координат (вместо дифференциальных уравнений). Коэффициенты переноса учитывают нелокальные свойства флюида. Модель отражает изменения концентраций флюида от газообразного до жидкого состояния и широкий диапазон температур, включая критическую область, что позволяет рассматривать динамику течений пара (газа), жидкости и парожидкостных флюидов при наличии капиллярной конденсации. При увеличении размера пор уравнения переходят в гидродинамические уравнения сохранения для потоков массы, импульса и энергии газа или жидкости, сохраняя связь коэффициентов переноса с межмоле- кулярными потенциалами. Приводятся примеры применения теории для описания широкого круга микронеоднородных систем: адсорбции, катализа, мембранных процессов, полислоистых пленок и др., а также возможности широкого варьирования временного диапазона. Точность теории превосходит точность методов Монте-Карло (МК) и молекулярной динамики (МД). Обсуждается возможность исследования малых систем с учетом флуктуаций локальных плотностей.
|
