Компьютерлік модельдеудің қиындықтары

Компьютерлік технологияның дамуымен бірге нанотехнология- 
ны зерттеудің жаңа қуатты аспаптары пайда бола бастады. Параллель 
компьютерлер мен параллель есептеу әдістері наноқұрылымдарды 
модельдеу мүмкіндіктерін және 
нанотехнологияның көптеген 
есептерінің шешімдерін кеңейтеді.
Компьютерлік модельдеу параметрлері
Теннесси 
штатында 
Оукриджиде 
Оук-Ридж 
Ұлттық 
зертханасының ғалымдары және т.б. наномасштабты құрылымдарды 
синтездеу мен талдауды, сонымен қатар, басқаруды үйренді. Іргелі 
және қолданбалы нәтижелердің кеңдігінен басқа олардың жұмысымен 
көптеген күрделі сұрақтардың туындауы байланысты. Наномасштабты 
деңгейде алынған эксперимент нәтижелерін интерпретациялау үшін 
өлшеуіш құрал мен зерттелінетін нысан арасындағы өзара әсерлесудің 
математикалық моделін жасау қажет. 4.1-кестеде наноқұрылымдарды 
компьютерлік модельдеген кезде, математикалық модельдердің тек 
қана кейбір негізгі бөліктері (компоненттері, түсініктер, қасиеттері, 
параметрлері) берілген.
Мысалы, нанобөлшектің нейтрондары мен атомдарының өзара 
әсерін анықтау үшін теориялық модель қажет. Немесе бет арқылы 
қозғалатын, атомдық күші бар микроскоптан алынған мәліметтерді 
түсіну үшін, АКМ ұшы беттің молекулаларымен қалай әсерле сетіндігін 
көрсету үшін модель қажет болады.
4.1.-кесте. Наноаспаптардың математикалық модельдеуінің негізгі 
бөліктері
Параметрлер
Сипаттамалары
Актуатор
Электр энергиясын механикалық 
энергияға түрлендіретін компонент
Биочип
Гидравликалық немесе электрлік 
сызбанұсқа көмегімен биологиялық 
операцияларды орындайтын компо­
нент
Биоинформатика
Генетикалық ақпаратты зерттейтін 
ғылым

Броундық қозғалыс
Микроскопиялық өлшенген 
бөлшектердің (броундық бөлшектер) 
сұйық немесе газ тәрізді ортадағы 
қатты заттың (шаң, өлшенген 
бөлшектер) жылулық қозғалысы
Декарттық координата жүйесі
Екі өзара перпендикуляр координат 
өстерінен түзілетін жазықтықтағы 
тікбұрышты координат жүйесі
Дифракция
Геометриялық оптиканың заңдарының 
көрсетуінен өзгеше электромагниттік 
толқынның таралуы
Энтропия
Қайтымсыз энергия жұтылуының 
өлшемі
Эмердженттілік
Оның элементтеріне тән емес, 
қандайда бір өздігінен ұйымдасушы 
жүйелерде таңғажайып ерекше 
қасиеттердің болуы
Наногидравлика
Сұйықтықтың наномасштабты 
көлемдерімен басқару туралы ғылым
Флуоресценция
Қозу энергиясымен жұтылғаннан 
кейін болатын заттың жарқырауы
Фракталдық
Нысанның немесе оның қасиетінің 
математикалық өзіне ұқсастығы
Изомерия
Элементтік құрамы мен молекулалық 
массасы бойынша бірдей, бірақ 
физикалық және химиялық қасиеттері 
бойынша алуан түрлі болып келетін 
қосылыстардың бар болуы
Ламинарлық ағыс
Сұйықтық немесе газ араласуынсыз 
қабаттарымен орнын ауыстырып 
отыратын ағын және жылдамдықтар 
мен қысым лүпілдері
Сызықтық өңдеу
Бірінен кейін бірі тізбекті түрде орын- 
далатын есептеулер тәсілі

Монокок
Сыртқы қабықшасы негізгі және 
жалғыз тасушы элемент болып табы- 
латын конструкция типі (каркастық 
немесе рамалық конструкциямен 
салыстырғанда)
Оптоэлектроника
Оптикалық диапазондағы 
электромагниттік сәулеленуді электр 
тоғына және керісінше, айналдырумен 
байланысты физика мен техниканың 
бөлімі
Орбиталь
Атомдағы электрондардың 
қозғалысы кванттық механика 
заңдарымен сипатталатындығын 
іс жүзінде бейнелейтін атомдағы 
электрондардың қозғалысы туралы 
геометриялық көзқарас
Осциллятор
Тербеліс жасайтын физикалық жүйе 
- оның көрсеткіштері уақыт бойынша 
периодты түрде қайталанып отырады
Параллельді өңдеу
Бір-бірінен тәуелсіз орындалатын 
есептеулер
Фотокатализ
Катализатор қатысында 
фотохимиялық реакциялардың үдеуі
Қысым
Осы беттің ауданына, денелер 
арасындағы өзара әсерлесу бетіне 
перпендикуляр бағытталған 
күштердің қатынасы
Кванттық нүкте
Барлық үш кеңістік өлшеулері бой- 
ынша шектелген және өткізгіштік 
электрондарынан құралған, өткізгіш 
немесе жартылай өткізгіш фрагменті; 
оның кішкентайлығы сонша, 
кванттық әсерлер орындалады

Кванттық туннельдену
Бөлшектер тосқауыл биіктігіне 
қарағанда, аздаған толық энергияға 
иелене отырып (туннельдеу кезінде 
өзгеріссіз қалады), потенциалдық 
тосқауылды орағытып өтетін, 
классикалық механикада орындалуы 
мүмкін емес, табиғаты квантты болып 
келетін құбылыс.
Өздігінен жинақталу
Аса қарапайым элементтердің 
негізіндегі күрделі құрылымдардың 
өздігінен жасалуына жүйенің 
қабілеттілігі
Спинтроника
Спиндік тоқ тасымал эффектісі 
қолданылатын кванттық электроника 
саласы
Асқын өткізгіштік
Нақты мәннен кіші температура 
кезінде кейбір материалдардың нөлге 
жақын электрлік кедергіге ие болу 
қабілеті
Термоэлектрлік әсер
Электр энергиясының жылулық 
энергияға түрленуі
Топология
Аздаған деформациялар кезінде 
өзгермейтін және оларды жа- 
сау тәсілдерінен тәуелді емес, 
геометриялық нысандардың 
қасиеттерін зерттейтін математика 
бөлімі
Транзистор
Екі электродты тізбектегі тоқты 
үшінші электрод басқаратын жарты- 
лай өткізгіш құрал
Трансляция
Геометриядағы параллель тасымал 
және механикадағы ілгерілемелі 
қозғалыс

жүктеу/скачать 4,68 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: