Моделирование

В лаборатории мы развиваем несколько типов численных моделей химии областей образования звезд и планет. Модели основаны на разных математических приближениях, и отличаются уровнем детализации описания химических процессов. Наиболее широко используемая модель — MONACO. В основе модели — приближение химических балансных уравнений. В этом приближении химические реакции описываются на макроуровне, т. е., наименее детально. Однако балансные уравнения легко поддаются численному решению, что позволяет моделировать с их помощью очень сложные системы, включающие тысячи молекул и десятки тысяч реакций между ними. Поэтому код MONACO наиболее востребован для моделирования химической эволюции межзвездной среды.

Более детальное описание химических процессов возможно при помощи методов Монте-Карло. Мы развиваем две модели. Одна основана на макроскопическом методе Монте-Карло, реализующем алгоритм Джиллеспи (Gillespie). Эта модель позволяет отслеживать отдельные события химических реакций без учета пространственного положения реагирующих атомов и молекул. Модель применяется для исследования стохастических эффектов в химически реагирующих системах, а также при исследовании эффективности «колец» (loops) химических реакций. Другая модель основана на бессеточном методе Монте-Карло (off-lattice Monte Carlo method), и служит для исследования влияния особенностей поверхностей на протекание поверхностных химических реакций. Также модель используется для интерпретации некоторых лабораторных экспериментов.