Astronet Астронет: А. И. Васюнин/УрГУ О влиянии ошибок определения констант скоростей химических реакций на результаты моделирования межзвездной химии
http://variable-stars.ru/db/msg/1191442/node2.html
<< 1. Введение | Оглавление | 3. Результаты >>

2. Постановка задачи

Химическая эволюция межзвездной среды в газофазном приближении (т.е. без учета взаимодействия пыли и газа) описывается системой уравнений химической эволюции:

(1)

где n число атомов химического соединения по отношению к числу атомов водорода: ni=Ni/NH, t - время, Klm, Ks - константы скоростей химических реакций, т.е. величины, определяющие количество актов химической реакции в единичном объеме в единицу времени. Расчет химической эволюции межзвездной среды в этом случае задание начальных значений n, требуемых физических условий (которые могут меняться со временем нестационарная или оставаться постоянными стационарная модели) и интегрирование (1) на требуемом интервале времени.

Обычно, если требуется определение равновесных концентраций химических соединений в условиях молекулярного облака, в начальный момент времени задают обилия химических элементов, и проводят интегрирование на времени порядка 108 лет.

Константы скоростей химических реакций и сами реакции при этом берут из баз данных, которых в настоящий момент существует несколько. Наиболее известные из них - UMIST 95 и UMIST 99 Миллара и др. [4], NSM Хербста. Каждая база содержит порядка 400 химических соединений и около 4000 реакций между ними. Как правило, для каждой реакции указана оценка точности, с которой определена константа ее скорости.

Для проведения анализа влияния ошибок определения констант скоростей на получаемые равновесные обилия химических соединений было решено провести случайное варьирование констант химических реакций в пределах интервала, задаваемого указанной для каждого из них ошибкой определения, и провести расчет равновесных обилий химических соединений для каждого измененного варианта исходной базы данных. Физические условия в среде всегда принимались одни и те же.

Так как автором в своей работе используется база UMIST 95, было решено проводить анализ на ее основе.

UMIST 95 содержит 3864 реакции, объединяющие 384 химических элемента и соединения. Для каждой реакции в базе приведены коэффициенты α, β и γ. Константа скорости реакции определяется через них следующим образом:

(2)

где T температура среды.

Все приведенные данные разбиты на 5 групп по точности определения [4]:

  1. Ошибка < 25%
  2. Ошибка < 50%
  3. Ошибка в 2 раза
  4. Ошибка по порядку величины (не более, чем в 10 раз)
  5. Очень значительная ошибка (более, чем в 10 раз)

Варьирование коэффициента $\alpha$ приводит к линейному изменению константы скорости. Кроме того, его варьирование не приводит к изменению таких свойств реакции, как температурный барьер и др., т.е. не нарушает физику реакции. Поэтому в нашей работе варьируется только он.

Внутри интервала ошибок значение коэффициента выбиралось равновероятным образом, т.к. в описании UMIST 95 не указан какой-либо вид распределения ошибок.

<< 1. Введение | Оглавление | 3. Результаты >>

Rambler's Top100 Яндекс цитирования