Константы скорости колебательно-вращательных переходов при столкновениях O($^{3}$P$_g$)+O$_{2}$($^{3}\Sigma_{g}^{-}$) рассчитанные на потенциальной поверхности основного состояния О$_3$ для температур 100-1000K
Константы скорости колебательно-вращательных переходов при столкновениях O($^{3}$P$_g$)+O$_{2}$($^{3}\Sigma_{g}^{-}$) рассчитанные на потенциальной поверхности основного состояния О$_3$ для температур 100-1000K
А. К. Курносов$^{1,2}$, А. Н. Кропоткин$^1$, А. А. Чукаловский$^1$, А. Т. Рахимов$^1$, Т. В. Рахимова$^1$, Г. Г. Балинт-Курти$^3$, А. П. Палов$^1$
Представлены v→v константы скоростей колебательно-неупругих столкновений атома O с молекулой O$_2$ для колебательных квантовых чисел v от 0 до 8 и температур от 100К до 1000 К. Константы скорости отдельных колебательно-вращательных переходов были рассчитаны теоретически с использованием ab initio потенциала взаимодействия O-O$_2$ для основного состояния O$_3$. Константы скорости колебательно-поступательной (VT) релаксации получены путем суммирования констант скорости колебательно-вращательных переходов для различных конечных вращательных состояний, а затем суммирования по начальным вращательным состояниям с использованием равновесного распределения Больцмана для газовых температур, представляющих интерес при описании процессов в низкотемпературной кислородсодержащей плазмы. Полученные константы скорости сравниваются с доступными результатами квазиклассических расчетов. Результаты работы могут быть востребованы для моделирования различных технологических процессов, таких как плазменное травление, обработка поверхностей, плазменная стерилизация и т.д.
Показать АннотациюУстойчивость планов лучевой терапии к геометрическим неопределенностям при облучении пациентов с протезами высокой плотности
Устойчивость планов лучевой терапии к геометрическим неопределенностям при облучении пациентов с протезами высокой плотности
А. П. Жаркова$^1$, Д. А. Товмасян$^{1,2}$, А. П. Черняев$^1$, А. В. Нечеснюк$^2$, С. М. Варзарь$^1$, А. А. Логинова$^2$
Концепция построения дополнительных отступов мишени хорошо себя зарекомендовала в области фотонной лучевой терапии и в связи с этим является общепринятым методом, обеспечивающим необходимое дозовое распределение при планировании. Однако, в силу особенностей взаимодействия фотонного излучения с веществом в случае сильной неоднородности среды планирование лучевой терапии требует оценки устойчивости (робастности) плана или построения плана, устойчивого к существующим погрешностям доставки дозы. В работе проведена проверка на робастность планов лучевой терапии с использованием двух технологий облучения – CRT (conformal radiation therapy – конформная лучевая терапия) и IMRT (intensity-modulated radiation therapy – лучевая терапия с модуляцией интенсивности). Всего в анализ было включено 15 планов пациентов с металлическими протезами. Положение пациента относительно изоцентра пучков облучения геометрически смещалось, моделируя возможные ошибки при укладке пациента. Была проанализирована информация о реальных смещениях, полученных перед началом облучения – около 25 тысяч фракций облучения пациентов с разными локализациями опухолей. По результатам исследования вероятность того, что для клинического объема мишени не будет обеспечено необходимое дозовое распределение составляет не более 0.04 ± 0.03 % при использовании методики CRT и 7 ± 4 % при использовании IMRT. Таким образом, CRT планы показали большую робастность по отношению к мишени по сравнению с IMRT планами. При необходимости использования IMRT методик при облучении пациентов с протезами, требуется проявлять повышенное внимание к укладке пациента и проводить проверку плана на робастность.
Показать АннотациюВосстановление параметров газа, излучающего в спектральных линиях оптического диапазона водорода, гелия и кальция во время вспышки SOL-2015-10-01
Восстановление параметров газа, излучающего в спектральных линиях оптического диапазона водорода, гелия и кальция во время вспышки SOL-2015-10-01
В. А. Малютин$^1$, Ю. А. Купряков$^2$, К. В. Бычков$^3$, А. Б. Горшков$^4$, О. М. Белова$^5$
Солнечная вспышка SOL2015-10-01 наблюдалась нами в Астрономическом институте Чешской академии наук на HSFA-2 -- горизонтальной установке для исследования Солнца. После обработки спектров были определены интегральные потоки излучения в линиях H$\alpha$, H$\beta$, H$\varepsilon$ водорода, в линии D3 гелия, а также в резонансной $\lambda=3968$ A и инфракрасной $\lambda=8542$ A линиях иона CaII. Рассмотренная вспышка имела два характерных ядра, и в процессе обработки были определены потоки от каждого из них. В рамках модели нагретого газа выполнен теоретический расчёт параметров плазмы с учётом физических условий в хромосфере, включая самопоглощение в спектральных линиях. Одновременный анализ шести линий трёх атомных систем позволил с большой степенью уверенности восстановить температуру, плотность и пространственную структуру излучающего газа. Обнаружена сильная неоднородность излучающего газа по температуре. Восстановленные теоретические значения плотности не менее, чем на порядок величины превышают плотность газа протуберанцев, откуда следует предположение о хромосферной природе облаков.
Показать АннотациюГеострофическая и дрейфовая составляющие динамики вод Южного океана
Геострофическая и дрейфовая составляющие динамики вод Южного океана
В. В. Багатинская$^{1,2,3}$, Н. А. Дианский$^{1,2,3}$, В. А. Багатинский$^{1,2,3,4}$, А. В. Гусев$^{2,3,4}$, Е. Г. Морозов$^4$
Были изучены вклады геострофических и дрейфовых составляющих в формирование средней климатической структуры Антарктического циркумполярного течения (AЦТ) с помощью модели общей циркуляции океана INMOM (Institute of Numerical Mathematics Ocean Model). Цель работы заключалась в исследовании структуры АЦТ с количественной оценкой геострофического и ветрового вкладов. Моделирование проводилось для летних (февраль) и зимних (август) условий Южного полушарии для климатического периода с 1993 по 2012 годы. Показано, что, несмотря на сильные ветры над Южным океаном, геострофическая составляющая циркуляции, как правило, намного сильнее дрейфовой составляющей. Тем не менее, вклад дрейфовой составляющей в увеличение приповерхностной зональной скорости может достигать 15-20% от геострофической скорости. Ветер способствует уменьшению средней динамической топографии (СДТ) от открытого океана до побережья Антарктиды. Влияние ветра на формирование баротропной функции тока более выражено, чем на СДТ. Геострофический перенос в АЦТ почти одинаков зимой и летом. Из-за воздействия ветра общий перенос AЦТ вокруг Антарктиды увеличивается в среднем на 10-15 Св летом и на 15-20 Св зимой. Была подтверждена трехструйная структура AЦТ с помощью численного моделирования методом «диагноз-адаптация» по данным EN4. Показано, что трехструйная структура AЦТ имеет геострофическую природу.
Показать АннотациюИсследование природного явления термического бара: натурные наблюдения, лабораторное и математическое моделирование
Исследование природного явления термического бара: натурные наблюдения, лабораторное и математическое моделирование
Н. С. Блохина
В работе представлен обзор публикаций по изучению природного явления термического бара (термобара). Приведены результаты натурных наблюдений этого явления в озерах весной и осенью, дающие представления о термогидродинамических процессах в водоемах в эти периоды. В работах по лабораторному моделированию термического бара обсуждаются механизмы неустойчивости, приводящие к его возникновению и особенностям перемещения. Рассматриваются теоретические работы, где обсуждаются различные подходы при моделировании термобара, включая современные гидродинамические модели. Отдельное внимание уделяется работам по изучению этого явления на кафедре физики моря и вод суши физического факультета МГУ.
Показать АннотациюЧисленное моделирование обратной конденсации бинарных углеводородных смесей методом прямой минимизации энергии
Численное моделирование обратной конденсации бинарных углеводородных смесей методом прямой минимизации энергии
А. В. Исаева
В настоящей статье обратная конденсация рассматривается на примере бинарных смесей углеводородов. Демонстрируется возможность численного моделирования этого явления методом прямой минимизации энергии. Для верификации выполненных расчетов аналогичное моделирование проводится с использованием <<классического>> итерационного алгоритма расчета парожидкостных равновесий смесей углеводородов. Сопоставление результатов численного моделирования, а также данных физических экспериментов позволяет сделать вывод о перспективности использования метода прямой минимизации энергии для расчета фазовых превращений углеводородных смесей.
Показать АннотациюТестирование модели ионосферы NeQuick 2 на данных спутниковых измерений электронной концентрации
Тестирование модели ионосферы NeQuick 2 на данных спутниковых измерений электронной концентрации
Б. А. Матюшин$^1$, В. И. Захаров$^{1,2,3}$, Н. А. Сухарева$^{1,4}$, О. В. Шестаков$^5$
Представлены результаты изучения систематических ошибок модели ионосферы NeQuick 2, проверка которой проводилась на данных спутниковых измерений электронной концентрации миссии Swarm за 2014 год. В работе использованы измерения, проведенные зондами Ленгмюра, установленными на космических аппаратах указанной миссии в период максимума солнечной активности. Исследования позволили определить средние ошибки моделирования в различных широтных зонах и геомагнитных условиях и получить пространственные распределения систематических отклонений модели от данных измерений. Характерные значения отклонений составляют 80%, причем в условиях геомагнитного возмущения ошибка в определенных географических областях возрастает до 300%. Зоны повышенных отклонений наблюдаются в высоких широтах южного полушария. Результаты работы будут полезны для уточнения условий работы радиотехнических средств и различных приложений, в том числе, для улучшения навигации и связи и совершенствования моделей ионосферы.
Показать АннотациюЧисленное решение многоконстантных уравнений состояния высокой точности
Численное решение многоконстантных уравнений состояния высокой точности
Е. В. Колдоба
В~некоторых областях давлений и~температур термические уравнения состояния высокой точности имеют много корней и~только один из них является искомым физическим решением задачи. В~работе рассматриваются способы задания начальных значений для нахождения нужного корня уравнения. Разработан способ проверки найденного корня, что позволяет исключить нефизические решения. Предлагаемый подход позволяет построить надежный алгоритм решения высокоточных уравнений состояния для практических применений.
Показать АннотациюАкустическая томография природных сред
Акустическая томография природных сред
А. С. Шуруп
Представлен обзор важнейших результатов, полученных за последнее время на физическом факультете МГУ в области развития методов акустической томографии природных сред с учетом специфики гидро- и сейсмоакустических приложений. Выделяются наиболее актуальные проблемы, сложившиеся в этой области исследований, предлагаются подходы к их решению. Теоретически проработаны и экспериментально апробированы новые методы решения задач сейсмогидроакустической томографии слоистой геофизической среды вида «литосфера–гидросфера–ледовый покров», использующие информацию о векторно-фазовой структуре акустического поля. Описываются возможности и ограничения активных и пассивных томографических методов по данным с одиночных приемников, регистрирующих естественные шумы в широкой полосе частот. Предложены и численно исследованы новые подходы к решению задачи модовой томографии неоднородного движущегося океана на основе функционально-аналитических методов решения обратных задач рассеяния. Представленные результаты позволяют упростить технические сложности и снизить стоимость проведения томографического эксперимента, что открывает возможности повсеместного применения методов акустической томографии как в научно-исследовательской деятельности, так и для решения сугубо прикладных задач.
Показать АннотациюСтруктуры и сингулярности в оптике: от каустик к субволновым масштабам
Структуры и сингулярности в оптике: от каустик к субволновым масштабам
М. И. Трибельский$^1$, Б. С. Лукьянчук$^2$
Дается краткий обзор современного состояния проблемы сингулярностей электромагнитного поля, возникающих при преломлении и рассеянии света материальными объектами. Обсуждение начинается с каустик, возникающих при трассировке лучей в геометрической оптике, и последовательно движется в сторону увеличения точности рассмотрения и уменьшения масштабов, заканчиваясь описанием сингулярностей при рассеянии света субволновыми частицами. Выявляются общие и отличительные черты различного типа сингулярностей, роль симметрии задачи и закона сохранения энергии. Обсуждаются физические основы и способы преодоления дифракционного предела. Теоретическое описание иллюстрируется экспериментальными примерами. Указываются различные практические применения рассматриваемых эффектов.
Показать Аннотацию