Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)

Для цитирования:

Ефимов А. В., Шабунин А. В. Формирование и развитие пространственных структур в системе химических реакций на каталитической решетке: моделирование методом Монте-Карло // Известия вузов. ПНД. 2006. Т. 14, вып. 2. С. 47-63. DOI: 10.18500/0869-6632-2006-14-2-47-63

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
Иконка PDF 2006no2p047.pdf
(загрузок: 220)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Автоволны. Самоорганизация
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
519.245+517.9+517.39
DOI: 
10.18500/0869-6632-2006-14-2-47-63

Формирование и развитие пространственных структур в системе химических реакций на каталитической решетке: моделирование методом Монте-Карло

Авторы: 
Ефимов Антон Викторович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Шабунин Алексей Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Аннотация: 

Рассматривается формирование пространственных структур (кластеров) в ходе циклических превращений в модели (4+1)-Lattice Lotka-Volterra. Система моделируется с помощью разновидности метода Монте-Карло на поверхности двумерной решетки. Устанавливаются закономерности в распределении кластеров по размерам и в спаде пространственной автокорреляции. Исследуются другие зависимости, характеризующие пространственную динамику модели, а также выясняется влияние кластеров на динамику системы. В работе показывается, что добавление в систему внешнего перемешивания приводит к появлению периодических автоколебаний.

Ключевые слова: 
-
Список источников: 
  1. Ertl G. Oscillatory kinetics and spatiotemporal self-organization in reactions at solid surfaces // Science. 1991. Vol. 254. P. 1750.
  2. Wintterlin J. Scanning tunneling microscopy studies of catalytic reactions // Adv. Catal. 2000. Vol. 45. P. 131.
  3. Ertl G., Norton P.R. and Rustig J. Kinetic oscillations in the platinum-catalyzed oxidation of CO // Phys. Rev. Lett. 1982. Vol. 49. P. 177.
  4. Imbihl R. and Ertl G. Oscillatory kinetics in heterogeneous catalysis // Chem. Rev. 1995. Vol. 95. P. 697.
  5. Shvartsman S.Y., Schutz E., Imbihl R. and Kevrekidis I.G. Dynamics on microcomposite catalytic surfaces: The effect of active boundaries // Phys. Rev. Lett. 1999. Vol. 83. P. 2857.
  6. Voss C. and Kruse N. Chemical wave propogation and rate oscillations during the NO2 /H2 reaction over Pt // Ultramicroscopy. 1998. Vol. 73. P. 211.
  7. Slinko M., Fink T., Loher T., Madden H.H., Lombardo S.J., Imbihl R. and Ertl G. The NO+H2 reaction on Pt(100) – steady-state and oscillatory kinetics // Surface Science. 1992. Vol. 264. P. 157.
  8. Hartmann N. and Madix R.J. Dynamical rearrangements of the (2 × 1) O adlayer during CO oxidation on Cu(110) // Surface Science. 2002. Vol. 516. P. 230.
  9. Ziff R.M., Gulari E., Barshad Y. Kinetic phase transitions in irreversible surfacereaction model // Phys. Rev. Lett. 1986. Vol. 56. P. 2553.
  10. Brosilow B.J., Gulari E., Ziff R.M. Boundary effects in a surface reaction model for CO oxidation // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98. P. 674.
  11. Zhdanov V.P. Surface restructuring and kinetic oscillations in heterogeneous catalytic reactions // Phys. Rev. E. 1999. Vol. 60. P. 7554.
  12. Zhdanov V.P. Surface restructuring, kinetic oscillations, and chaos in heterogeneous catalytic reactions // Phys. Rev. E. 1999. Vol. 59. P. 6292.
  13. Voss C., Kruse N. Field ion microscopy during an ongoing surface reaction: NO/H2 on Pt // Applied Surface Science. 1994. Vol. 87/88. P. 127.
  14. Nicolis G. and Prigogine I. Self-organization in Nonequilibrium Systems. New York.: Wiley, 1977.
  15. Albano E.V. Monte Carlo simulations of surface chemical reactions: Irreversible phase transitions and oscillatory behaviour // Computer Physics Communications. 1999. Vol. 121-122. P. 388.
  16. Albano E.V. and Marro J. Monte Carlo study of the CO- poisoning dynamics in a model for the catalytic oxidation of CO // J. Chem. Phys. 2000. Vol. 113. P. 10279.
  17. Tammaro M. and Evans J.W. Chemical diffusivity and wave propagation in surface reactions: lattice-gas model mimicking CO-oxidation with high CO-mobility // J. Chem. Phys. 1998. Vol. 108. P. 762.
  18. Liu D.J. and Evans J.W. Symmetry-breaking and percolation transitions in a surface reaction model with superlattice ordering // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84. P. 955.
  19. De Decker Y., Baras F., Kruse N. and Nicolis G. Modeling the NO + H2 reaction on a Pt field emitter tip: Mean-field analysis and Monte-Carlo simulations // J. Chem. Phys. 2002. Vol. 117. P. 10244.
  20. Provata A., Nicolis G. and Baras F. Oscillatory dynamics in low dimensional lattices: A lattice Lotka-Volterra model // J. Chem. Phys. 1999. Vol. 110. P. 8361.
  21. Tsekouras G.A. and Provata A. Fractal properties of the lattice Lotka-Volterra model // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 65. art. no 016204.
  22. Frachebourg L., Krapivsky P.L. and Ben-Naim E. Spatial organization in cyclic Lotka-Volterra systems // Phys. Rev. E. 1996. Vol. 54. P. 6186.
  23. Efimov A., Shabunin A., Astakhov V. and Provata A. Chaotic dynamics of chemical reactions in low-dimensional substrates: Mean-Field and Monte-Carlo approaches // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2003. Т. 11, No 2. С. 72.
Поступила в редакцию: 
12.01.2005
Принята к публикации: 
12.01.2005
Опубликована: 
31.05.2006
Краткое содержание:
Иконка PDF a2006no2p047.doc_.pdf
(загрузок: 65)
  • 1442 просмотра