Проект посвящен теоретическому и вычислительному исследованию вязкости водных растворов электролитов в широком диапазоне концентраций и температур. Разрабатывается вариационная теория Рэлея, позволяющая разделить физически различные механизмы формирования вязкости: релаксацию ионной атмосферы, локальные ион-сольватационные процессы, гидродинамические вклады, а также корреляции конечного размера и исключенного объема. В пределе разбавленного раствора теория воспроизводит закон Фалькенгагена. Для...Подробнее

Разработать и численно верифицировать статистико-механическую модель сдвиговой вязкости водных растворов электролитов, позволяющую единым образом описывать переход от разбавленного режима Фалькенгагена к нелинейной реологии концентрированных растворов и разделять вклады дальнодействующих электростатических корреляций, эффектов конечного размера и упаковки ионов и локальных ион-специфических механизмов.

Промежуточный контроль осуществляется по этапам выполнения проекта. На первом этапе проверяются аналитические предельные случаи теории, включая воспроизведение результата Дебая–Хюккеля–Фалькенгагена. На втором этапе реализуются расчет зарядового и нейтрального каналов MSA и процедуры численной аппроксимации экспериментальных данных. На третьем этапе проводится систематический расчет для набора электролитов и сопоставление моделей по одинаковым концентрационным интервалам. На четвертом этапе...Подробнее

Результаты представляются в виде: итогового научного отчета с описанием теории, вычислительных методов и физической интерпретации результатов; программного кода для расчета и аппроксимации вязкости электролитов; систематизированного набора обработанных экспериментальных данных и параметров фитирования; графиков концентрационных и температурных зависимостей; презентации и научного доклада; рукописи статьи для международного рецензируемого журнала (Physics of Fluids/JCP).

Для выполнения проекта необходимы персональные вычислительные ресурсы, программная среда Python с библиотеками для численных расчетов, оптимизации, анализа данных и визуализации, средства символьных вычислений, LaTeX и система контроля версий. Для массовых параметрических расчетов могут использоваться вычислительные ресурсы НИУ ВШЭ. Экспериментальные значения вязкости, температур, концентраций и коэффициентов диффузии используются из опубликованной научной литературы и критически оцененных...Подробнее

Сформирована теоретическая постановка задачи вязкости электролитных растворов и разработан вариационный формализм Рэлея для разделения корреляционных и локальных механизмов диссипации. Получен предел Дебая–Хюккеля, разработано MSA-описание зарядового и нейтрального структурных каналов и реализована гибридная вычислительная модель для водных электролитов 1:1.