ИСТИНА

На основе прецизионного построения межатомных потенциалов и неадиабатических матричных элементов в широкой области межъядерных расстояний, разработаны алгоритмы и создан комплекс программ, реализующий квантовый, классический и квазиклассический методы расчета термодинамических и транспортных свойств реальных моно двухатомных газов при широком интервале как равновесных, так и неравновесных температур. Численно показано, что при относительно низких температурах расчеты следует выполнять квантовым методом, при этом часто вполне достаточно тривиального приближения «гармонический осциллятор-жесткий ротатор». В тоже время, при высокой плотности низколежащих состояний и высокой неравновесной электронной и поступательной температуре (до 50000К) необходимо учитывать эффекты внутримолекулярного взаимодействия. При повышенной равновесной колебательно-вращательной температуре высокую точность (погрешность <1%) удается получить в рамках классической статистической механики, причем заметную погрешность метода, наблюдаемую при промежуточных температурах, можно эффективно учесть, введя поправки 1-го и 2-го порядка на квази-классичность движения, и\или масштабируя чисто классические оценки на квантовое гармоническое приближение. Проведен сравнительный анализ квантовых и классических моделей введения мульти-температурных молекулярных статистических сумм, основанных на приближенном разделении внутренних степеней свободы молекулы. Установлено, что при сильном различии поступательной, электронной, колебательной и вращательной температуры необходим учет квази-связанной и континуальной части спектра для корректного расчета радиационных и термодинамических свойств сильно нагретых моно- и двухатомных газов. На примере молекулярного водорода и азота исследована чувствительность и получены рекомендации для выбора оптимальной схемы разбиения внутримолекулярного гамильтониана и введения различных величин колебательной и вращательной температуры с целью получения реалистичных значений энергий, заселенностей и теплоемкости в квазиравновесном мульти-температурном приближении. Показано, что учет метастабильных состояний, лежащих вблизи порога диссоциации, является существенным для корректного расчета теплофизических свойств моно атомного газа, так как традиционный учет вклада только связанных состояний ведет к нарушению гладкости термодинамических функций системы при экстремально высоких температурах. На основе рассчитанных ab initio межатомных потенциалов получены термодинамические функции и транспортные свойства эксимерных молекул Rg-Rb;Cs необходимые для моделирования инверсной заселенности в супермощных газодинамических лазерах на парах щелочных металлов с диодной накачкой.