Российские физики разработали алгоритм, позволяющий точно спрогнозировать, как будут меняться вязкость и другие физические характеристики сложных промышленных жидкостей, состоящих из многоатомных спиртов, при изменениях в концентрации тех или иных их компонентов. Об этом во вторник сообщила пресс-служба МФТИ.

«Ученые разработали подход, который точно воспроизвел сдвиговую вязкость смеси при разных концентрациях двухатомных спиртов-диолов. Последующие проверки проведенных при его помощи расчетов показали, что относительная погрешность между прогнозируемыми и экспериментальными значениями не превысила 10%, чем обеспечила методу принципиальную возможность прогнозирование вязкости смесей», — говорится в сообщении.

Алгоритм был разработан командой исследователей из МФТИ, ОИВТ РАН и НИУ ВШЭ для моделирования ключевых свойств сложных жидкостей, которые используются в промышленности в качестве смазочных материалов и для других целей. Как правило, подобные субстанции состоят из нескольких органических компонентов, концентрации которых сильно влияют на вязкость и другие физические характеристики их смесей.

«Мы пришли к выводу, что существующие модели жидкостей плохо прогнозируют вязкость двухатомных спиртов, поэтому мы занялись их модификацией. В предыдущих работах мы научились достаточно точно рассчитывать коэффициент вязкости методом Грина-Кубо, что помогло в решении этой задачи», — пояснил младший научный сотрудник МФТИ (Долгопрудный) Владимир Дещеня, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Первые успехи алгоритма

Работу разработанного алгоритма Дещеня и другие исследователи проверили в рамках международного конкурса IFPS Challenge, который уже 20 лет проводится Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST). В рамках него участники конкурса должны просчитать свойства определенных промышленных жидкостей и создать подходы, позволяющие точно прогнозировать изменения их физических свойств в зависимости от долей их компонентов.

В частности, в текущем раунде IFPS Challenge нужно разработать методику, позволяющую прогнозировать изменения в вязкости двух типов смесей спиртов-диолов, содержащих в себе 1-деканол и трибутирин, а также 1-деканол и 1,2-бутанедиол. Созданный российскими учеными алгоритм позволяет определять подобные сдвиги с погрешностью, не превышающей 10%, что позволило отечественной разработке выйти в финал соревнования.

«Мы стали финалистами конкурса уже в третий раз. В 2019 году мы заняли второе место, уступив двум командам из США, а в 2020 — первое, обойдя научные коллективы из КНР и США. Наш новый подход требует большого количества статистических данных, поэтому мы проводили расчеты на ведущих суперкомпьютерах», — подытожил заведующий лабораторией многомасштабного моделирования в физике мягкой материи МФТИ (Долгопрудный) Николай Кондратюк, чьи слова приводит пресс-служба вуза.