Введение
1. ОБЗОР МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИКИ И СВоЛтв МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ 14
1.1. Метод квантовой молекулярной динамики 14
1.2. Кластерные методы квантовой химии 15
1.2.1. Метод молекулярной механики 17
1.2.2. Полуэмпирические методы 19
1.2.3. Неэмпирические методы 22
1.3. Методы частиц 24
1.3.1.Классическая молекулярная динамика 25
1.3.1.1. Ионная модель 26
1.3.1.2. Ионно-ковалентная модель (ИКМ) 28
1.3.2. Метод Монте Карло 30
1.3.2.1. Модель с потенциалом..31
1.3.2.2. Решеточная модель33
1.4 Методы расчета энергетических параметров 34
1.4.1. Методы оценки энергии связи 34
1.4.2. Параметризация потенциальных функций 35
1.5. Выводы 38
2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ МЕЖЧАСТИЧНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В
ПОЛИМЕРИЗУЮЩИХСЯ РАСПЛАВАХ НА ОСНОВЕ КВАНТОВО-
ХИМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ 39
2.1. Система классов математических моделей программного комплекса.. 40
2.2. Анализ потенциальных функций, используемых в различных моделях сильновзаимодействующих систем 43
2.2.1.Приближение парного сферически симметричного потенциала 43
2.2.2. Приближение ковалентного потенциала 46
2.2.3. Ионно-ковалентное приближение 47
2.3. Разработка моделей потенциальных функций, основанных на квантово- химическом моделировании методом MNDO 52
2.3.1. Основные положения математической модели для квантово-химических расчетов 53
2.3.2. Построение моделей представительных кластеров 60
2.3.3 Исследование применимости MNDO-расчетов для построения потенциальных кривых 67
2.3.3.1. Энергия связи 68
2.3.3.2. Энергия напряжения 70
2.3.3. Методика построения парных потенциальных функций на основе двухцентровых энергий 72
2.3.4. Методика построения потенциальных функций для ионно- ковалентной модели с учетом ближайшего окружения 77
2.4. Выводы 83
3. ПОДСИСТЕМА КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ИИС «ШЛАКОВЫЕ РАСПЛАВЫ» 85
3.1. Постановка задачи создания подсистемы квантово-химического моделирования 85
3.2. Архитектура и состав системы «Шлаковые расплавы» 86
3.3. Разработка программного комплекса квантово-химического моделирования 90
3.3.1. Основные этапы работы программы MNDO 91
3.3.1. Программа-адаптер MNDO 93
3.3.2. База данных квантово-химического моделирования 96
3.3.2.1. Построение концептуальной мод ел и 96
3.3.2.2. Построение логической модели 97
3.3.2.3. Физическая реализация базы данных 100
3.4. Интеграция подсистемы квантово-химического моделирования в ИИС «Шлаковые распоавы» 103
3.5. Выводы 109
4. КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОТЕНЦИАЛОВ МЕЖЧАСТИЧНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 110
4.1. Методика расчета двухцентровых энергий в представительном кластере с помощью программы MNDO 110
4.2. Индивидуальные оксиды 111
4.2.1. Система Si-O-(A) 112
4.2.2.Система В- 0-(А) 117
4.2.3. Система Al-O-(A) 120
4.3. Исследование влияния на связь катионов-сеткообразователей 123
4.3.1. Система Si-O-В 123
4.3.2. Система Si-0-Al 128
4.2.1. Система В-0-А1 133
4.4. Исследование влияния на связь катионов-модификаторов 139
4.4.1.Системы содержащие одновалентные катионы-модификаторы 139
4.4.2. Системы, содержащие двухвалентные катионы-модификаторы 143
4.5. Параметризация суперпозиционных потенциалов с физически обоснованными вкладами 147
4.7. Выводы 154
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 156
