Метод пробных частиц

В настоящий момент с развитием метода пробной частицы в приложении к решению актуальных задач вакуумной техники сложилась следующая ситуация. Основная часть публикаций относится к периоду с начала 60-х до конца 70-х годов прошлого века. При этом с начала 80-х годов и практически до настоящего времени образовался некоторый пробел. По-видимому, эта ситуация объясняется тем, что работы, выполненные ранее, фактически полностью израсходовали тот вычислительный потенциал, который был доступен в конце 70-х годов, т.е. развитие метода пробной частицы в приложении к актуальным задачам как бы остановилось из-за объективных ограничений имеющихся вычислительных ресурсов. [c.24]

Бурное развитие вычислительной техники в последнее десятилетие и качественно увеличившийся уровень имеющихся вычислительных ресурсов вкупе с существенно повышающимися требованиями к степени детализации описания и решения современных актуальных задач вакуумной техники обусловили начало нового этапа развития метода пробной частицы. Особую актуальность имеет развитие метода в направлении, позволяющем проводить анализ сколь угодно сложной системы и получать в результате традиционные параметры вакуумных систем, такие как давление, концентрация и другие, наиболее удобные и привычные для проектировщика в целях эффективного дальнейшего их использования в работе над проектом. [c.24]

Метод пробной частицы является одним из самых оптимальных, а в определенных ситуациях единственным подходом, поскольку обладает относительно невысокой требовательностью к вычислительным ресурсам и при этом имеет потенциал для проведения с его помощью анализа вакуумных систем любой степени сложности, в том числе находящихся в неравновесных условиях, с учетом нестационарности протекающих процессов и других факторов, определяющих параметры функционирования реальных вакуумных систем. Единственным ограничением применения метода пробной частицы в данном направлении является малая развитость соответствующих методик и подходов. [c.25]

Современный уровень вычислительных ресурсов, практически никак не ограничивающий развитие метода пробной частицы, с одной стороны, и требуемая актуальными задачами вакуумной техники степень детализации их описания и решения, с другой — обусловливают необходимость дальнейшего развития данного метода с целью ответа на животрепещущие вопросы, которые стоят перед проектировщиками реальных вакуумных систем. Данная работа призвана обобщить, упорядочить и дополнить имеющиеся наработки в области применения метода пробной частицы для анализа сложных вакуумных систем и пролить свет на современные вопросы, встающие перед проектировщиком при решении актуальных задач вакуумной техники. [c.25]

Наиболее целесообразным видится развитие метода пробной частицы, поскольку он является достаточно универсальным и при этом позволяет создавать модульные алгоритмы, допускающие любые развитие и расширение. [c.76]

Все эти факторы отрицательно сказываются на результатах расчета. Для примера на рис. 2.27 представлены результаты расчетов по методу Монте-Карло структуры, приведенной на рис. 2.26. Из рисунка видно, что кривая коэффициента захвата, построенная в соответствии с аналитическими соотношениями, лежит между значениями, полученными по методу пробной частицы Монте-Карло для структур, изображенных на рис. 2.25 и 2.26. [c.94]

Данный параграф посвящен обзору известных способов расчета (кроме метода пробной частицы и угловых коэффициентов) сложных трубопроводов при свободномолекулярном режиме течения газа. [c.98]

Расчет будем проводить методом пробной частицы, принимая свободномолекулярный режим течения газа с диффузным законом отражения. [c.174]

Для определения теплопритоков излучением ко второй ступени крионасоса и его быстроты действия использовался разработанный программный комплекс для анализа сложных вакуумных систем [3], построенный на базе метода пробной частицы [4]. [c.214]

Расчет проводился методом пробной частицы при допущении о режиме свободномолекулярного течения газа с диффузным законом отражения. [c.132]

Все расчеты осуществлялись методом пробной частицы Монте-Карло. Часть расчетов потребовала применения классических соотношений вакуумной техники и метода эквивалентных поверхностей. В описаниях расчетов, где применялись данные подходы, есть соответствующие упоминания. [c.159]

А. Н. Колесников, С. В. Яньков (Институт химии АН СССР, Горький). Значительные возможности для исследований равновесной адсорбции на поверхностях раздела фаз в методах Монте-Карло и молекулярной динамики предоставляет метод пробной частицы, используемый при расчетах химического потенциала компонентов системы. Из условия постоянства химических потенциалов в неоднородной системе имеем [c.88]

В методе пробных частиц в поток вводятся частицы с размерами порядка 1 мкм. Следы от них регистрируются фотографически при достаточно длительной экспозиции. В этом случае можно измерить и скорость потока, и даже поле скоростей. На рис. 2.1 проведено сравнение скоростей потока, измеренных методом пробных частиц [Тзи]1, Уашаока, 1971], и рассчитанных скоростей потока ([В1хоп-Ьеш1з, 1985], см. также гл. 9) в пламени с противотоком с предварительно не перемешанной смесью. Несмотря на значительный разброс экспериментальных точек, рисунок демонстрирует, что данный метод является вполне надежным для измерения скоростей потока. Его разновидностью является метод измерения скорости изображения частиц, в котором для освещения частиц используется тонкий, плоский луч от импульсного лазера. Благодаря повторяющимся импульсам лазерного излучения изображения частицы представляют собой яркие точки, смещенные в пространстве. Указанное смещение связано со ско- [c.17]

Одним из вариантов метода Монте-Карло, который используют для расчетов вакуумных систем, является метод пробной частицы, состоящий в моделировании движения молекул и статистической оценке результатов этого моделирования. Так как движение отдельных молекул газа подчинено законам статистической физики и носит случайный характер, ММК, как отмечал Г.Л. Саксаганский, ...полностью адекватен физической природе молекулярного переноса . С помощью метода пробной частицы анализируются различные параметры молекулярных течений внутри системы с заданными геометрией и условиями взаимодействия с поверхностями рассматриваемой системы. Метод пробной частицы используется при анализе молекулярных потоков, для которых выполняется допущение о свободномолекулярном режиме течения. Так как молекулы не сталкиваются между собой, алгоритм расчета строится таким образом, что частицы запускаются в систему по очереди и следующая запускается после того, как закончила полет предыдущая. На самом деле происходит многократный запуск одной и той же частицы, но поскольку параметры запуска и полета моделируются случайно, то считается, что все анализируемые варианты принадлежат разным частицам. Важное значение в расчетах методом пробной частицы играет датчик случайных чисел. Он должен генерировать случайное число, равно- [c.22]

Впервые метод пробной частицы использовался в 1958 г. Л. Левен-сон, Н. Миллерон и Д. Дэвис [5] на основе метода пробной частицы рассчитывали проводимости цилиндической трубки, ловушки, колена и др. [c.23]

В дальнейшем метод пробной частицы активно применялся для анализа интегральных характеристик различных вакуумных систем. Д. Дэвисом и В. де Маркусом на основе метода пробной частицы было исследовано влияние шероховатости стенок трубопровода на его проводимость причем шероховатость моделировалась регулярной структурой. Как показано в известном обзоре В. Штекельмахера, при данном исследовании получено совпадение рассчитанных значений проводимости с экспериментальными данными по шероховатым трубопроводам с отклонением в 5 %, и поэтому направление исследования влияния шероховатости было названо одной из многообещающих областей применения ММК. [c.23]

В качестве одного из недостатков метода пробной частицы обычно отмечают невозможность получения непосредственных физических характеристик газовой среды, таких как давление, распределение плотности концентрации и др. Однако первые шаги в этом направлении делались уже давно. Так, в 1967 г. Е. Фишер и X. Моммсен [2] для разработки стандартов испытательных камер для исследования параметров насосов осуществляли расчеты распределения давления в пристеночной области с помощью ММК. Подход, использованный ими, основывался на определении распределения давления через число соударений частиц со стенкой. [c.23]

Существенный вклад в развитие метода пробной частицы внесли Г.Л. Саксаганский [1], Л.Н. Розанов, А.М. Кислов. Л.Н. Розанов использовал метод пробной частицы для расчетов проводимостей сложных систем, таких как вакуумные ловушки, системы с произвольным числом входов. А.М. Кислов развивал применение ММК в области расчетов криогенных вакуумных систем. Кроме того, он показал, как можно определить значение молекулярной концентрации внутри структурно-сложной системы на основе анализа времени жизни молекулы в вакуумной системе. [c.23]

Поскольку каждая частица может несколько раз зафиксироваться через промежутки времени Дт, то фактически получается, что одна частица моделирует себя и несколько других частиц, вылетевших по данной траектории через время Дт. Данный подход позволяет моделировать квазипостоянный напуск частиц в систему, уменьшая значение Дт, т. е. если в традиционном методе пробной частицы происходит единственный мгновенный напуск, например 10 ООО частиц, а затем производится анализ их полета, то при использовании данного подхода происходит установка 10 ООО траекторий, по которым через равные промежутки времени Дт запускаются 10 ООО частиц в систему. Поэтому с уменьшением значения Дт уменьшается промежуток между мгновенными запусками и процесс напуска становится квазипостоянным. [c.71]

Метод Монте-Карло, назыюемый также методом статистических испытаний, является численным методом решения математических и физических задач в результате моделирования характерной случайной величины. Движение отдельных молекул газа подчинено законам статистической физики и носит случайный характер. Одним из вариантов метода Монте-Карло, который используют для вакуумных расчетов, является метод пробной частицы [1], состоящий в моделировании движения молекул и статистической оценке результатов этого моделирования. [c.6]

При помощи метода пробной частицы анализируются различные параметры молекулярных течений внутри системы с заданной геометрией и условиями взаимодействия с поверхностями заданной системы. Метод пробной частицы используется для анализа молекулярных потоков, для которых вьшолняется допущение о свободномолекулярном режиме течения. Так как молекулы не сталкиваются ме5кду собой, алгоритм расчета строится таким образом, что частицы запускаются в систему по очереди, и следующая запускается после того, как закончила полет предыдущая. На самом деле, происходит многократный запуск одной и той же частицы, но поскольку параметры запуска и полета моделируются случайно, то считается, что все анализируемые варианты принадлежат разным частицам. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология