Описываются структурные компоненты компьютерного справочника электростатических полей и емкостных коэффициентов многоэлементных трехмерных систем экранов. Основу рассматриваемой компьютерной технологии составляют граничные интегральные уравнения трехмерной теории гармонических потенциалов и быстрые алгоритмы метода конечных групп, реализованные на ПК с процессором Pentium-Pro 200 MHz и оперативной памятью 128 MB.

Проводится компьютерный анализ структуры изображения произвольного точечного источника в трехмерных электронно-оптических системах с электростатическими фокусирующим и отклоняющим электронные пучки полями. Исследуется структура суммарного пучка электронов протяженного источника в кроссовере. Показано, что функция рассеяния источника может служить основным счетным критерием, наиболее полно характеризующим качество передаваемого электронно-оптической системой изображения.

Представлено развитие идеологии полуавтоматической компьютерной обработки экспериментальных фотоснимков применительно к задаче внешней баллистики --- идентификации аэродинамических параметров движущихся объектов по траекторным данным. В основе изложения оригинальный программный продукт, успешно отработанный на реальном экспериментальном материале в процессе создания базы фотоданных баллистического эксперимента в ФТИ и интегрированный в информационно-поисковую систему \glqq Архимед\grqq, используемую для управления этой базой данных. Указаны преимущества данной полуавтоматической методики по сравнению с \glqq ручными\grqq измерениями, а также с полностью автоматизированным вариантом подхода.

Проведен численный расчет спектров протонного магнитного резонанса молекул воды, диффундирующих по регулярным позициям в натролите. Получено хорошее соответствие экспериментальных и расчетных спектров в широком интервале температур, включая переходную область, в которой спектр магнитного резонанса является суперпозицией широкого неусредненного спектра и спектра, усредненного молекулярным движением. Для проведения расчетов использованы генераторы псевдослучайных марковских последовательностей. Численный анализ в частности, показал, что при бинарном марковском процессе время, в течение которого физическая величина остается неизменной, описывается случайной величиной с экспоненциальным распределением. PACS: 76.20.+q, 02.70.-c

Предложен новый метод расчета спектра колебаний наночастиц. Метод основан на последовательном молекулярно-динамическом моделировании колебаний центра масс и отдельных атомов и последующем Фурье-анализе полученных временных рядов. На конкретном примере показано, что в зависимости от размеров нанокристаллита расчетный спектр собственных колебаний может состоять из одной или нескольких доминирующих гармоник. Показано соответствие этого метода модели открытого резонатора и расчетам продольных собственных колебаний стержня по теории упругости.

Метод молекулярной динамики был применен для исследования структурных изменений в трехмерном твердом теле при переводе его из аморфного состояния в кристаллическое. Впервые в компьютерном эксперименте обнаружен новый тип кристаллических ячеек в форме пятнадцатигранников с пятью боковыми квадратными гранями и десятью правильными треугольными гранями в вершинах ячейки. Показана устойчивость в твердом теле биструктуры из кристаллических ячеек разного типа, в том числе ячеек с осями пятого порядка симметрии.

Метод молекулярной динамики был применен для исследования структуры твердого тела при переходе из аморфного в кристаллическое состояние. Исследовалось влияние начальных условий при формировании аморфного образца и температуры его нагрева на возникающую структуру. Обнаружено появление двух типов структуры: монокристаллов из ячеек ГЦК и ГПУ с малым количеством пятигранных ячеек (ПЯ) на краю образца и блочных кристаллов с упорядоченной пятигранной структурой из ячеек ГЦК, ГПУ, ПЯ и ячеек икосаэдра. В границах блоков обнаружено появление линейных цепочек вакансий.

Предложены методы компьютерного моделирования испытаний на прочность кристаллов, близкие к обычным статическим методам. С помощью этих методов получены данные о деформировании и разрушении идеальных кристаллов ГЦК при их различной ориентации по отношению к растягивающей силе. Обнаружены факты деформационного стимулирования фазового перехода решетки ГЦК в решетку ГПУ, образования и перемещения двойников. На микроуровне прослежены упругопластическое деформирование и разрушение кристаллов.

Метод молекулярной динамики применен для исследования выхода межузельных атомов на свободную грань двумерного нанокристалла. Обнаружены два новых типа координации дефекта \glqq межузельный атом\grqq: симметричная координация \glqq трилистника\grqq и линейная координация сжатых атомов. Показано, что при линейной координации в двумерной кристаллической решетке возникает дислокационный диполь. Он характеризуется высокой подвижностью, способствующей выходу межузельного атома к свободной грани кристалла. В компьютерном эксперименте исследованы случаи перехода межузельного атома от одного типа координации к другому в зависимости от температуры кристалла.

Разработан компьютерный код, моделирующий динамику произвольного двумерного дислокационно-дисклинационного ансамбля. Код построен по принципам молекулярной динамики, где в качестве отдельных взаимодействующих частиц берутся краевые дислокации и диполи частичных клиновых дисклинаций. С помощью тестовых расчетов на примере чистой меди детально изучены особенности скольжения одной дислокации вблизи неподвижного диполя при различных ориентациях его плеча и начальных условиях задачи. Показано, что динамика дислокации в значительно большей степени определяется распределением упругого поля дисклинационного диполя, чем ее начальной скоростью. Работа выполнена при поддержке Фонда \glqq Фольксваген\grqq, ФРГ (научный проект N 05019225), программы \glqq Физика твердотельных наноструктур\grqq Минпрома России и программы \glqq Интеграция\grqq (грант N Б0026).