ikbguИзвестия Кабардино-Балкарского государственного университетаProceedings of the Kabardino-Balkarian State University2221-7789Kabardino-Balkarian State University named after Kh. M. Berbekov10.31143/2221-7789-2026-2-05-10MBRTDUikbgu-304Research ArticleФизикаPhysicsТемпературная зависимость параметра Грюнайзена и оценка энтропии полиэтилена при сильном динамическом сжатииTemperature dependence of the Gruneisen parameter and estimation of the entropy of polyethylene under strong dynamic compressionАхматовЗариф АнуаровичAkhmatovZarif A.ahmatov1993@yandex.ruКунижевБорис ИналовичKunizhevBoris I.b.kunizhev51@mail.ruГайтукиеваЗарета ХизировнаGaitukievaZareta K.zareta.amatxanova@mail.ruЖабоевЖамал ЖабраиловичZhaboevZhamal Z.akylman_07@mail.ruКабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. БербековаРоссияKabardino-Balkarian State UniversityRussian FederationИнгушский государственный университетРоссияIngush State UniversityRussian Federation202630062026162Том 16, № 2 (2026)510Copyright © Ахматов З.А., Кунижев Б.И., Гайтукиева З.Х., Жабоев Ж.Ж., 20262026Ахматов З.А., Кунижев Б.И., Гайтукиева З.Х., Жабоев Ж.Ж.Akhmatov Z.A., Kunizhev B.I., Gaitukieva Z.K., Zhaboev Z.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izvestiakbsu.ru/jour/article/view/304

В настоящей работе проведена оценка изменения энтропии полиэтилена при сильном динамическом сжатии. Показано, что скачок энтропии полиэтилена на фронте волны при ударно-волновом сжатии пропорционален относительному изменению плотности в степени не ниже трех. Используя метод молекулярной динамики и программный пакет LAMMPS получена температурная зависимость параметра Грюнайзена для полиэтилена. График зависимости показывает рост этого параметра от 3,8 до 4,32 в интервале температур 0-90 °С.

This study evaluates the entropy change of polyethylene under strong dynamic compression. It is shown that the entropy jump at the shock front during shock-wave compression is proportional to the relative density change raised to a power of at least three. Using the molecular dynamics method and the LAMMPS software package, the temperature dependence of the Gruneisen parameter for polyethylene was obtained. The resulting dependence indicates that the value of this parameter increases from 3.8 to 4.32 over the temperature range of 0–90 °C.

энтропияполиэтилен высокой плотностидинамическое сжатиеМД-моделированиепараметр Грюнайзенаударная волнаEntropyhigh-density polyethylenedynamic compressionmolecular dynamics simulationGruneisen parametershock waveReferencesБушман А.В., Фортов В.Е. Модели уравнений состояния веществ // Успехи физических наук. 1983. Т. 140, № 2. С. 177–232.Bushman A.V., Fortov V.E. Models of the equations of state of substances. Uspekhi Fizicheskikh Nauk = Physics-Uspekhi. 1983;140(2):177–232.Ван К., Юань Дж.С., Ли Л., Цай Ю. и др. Динамическое сжатие дендритного высокоэнтропийного сплава Al 0,5 МКМ с различными микроструктурами: эксперименты и конструктивное моделирование // Материаловедение и инженерия A. 2025. V. 930. С. 1-11.Wan C.K., Yuan J.C., Li L., Cai Y. et. al. Dynamic compression of dendritic high-entropy alloy AlАхриев А.С., Гайтукиева 3.X., Кунижев Б.И. Исследование функции Грюнайзена и полиэтилена при ударно-волновом нагружении // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. 2005. № 8. С. 3-13.5 CoCrFeNi with various microstructures: Experiments and constitutive modeling // Materials Science & Engineering A. 2025. V. 930. P. 1–11.Теория и моделирование ударных волн: производство энтропии и преобразование энергии // Phys. Rev. E. 2021. V. 104. P. 1-18.Akhriev A.S., Gaitukieva Z.Kh., Kunizhev B.I. Study of the Gruneisen function and polyethylene under shock-wave loading. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Severo-Kavkazskii Region = News of higher educational institutions. North Caucasus region. 2005;8:3–13. (In Russ.).Хоссейн М.Ф. Естественный механизм преодоления глобального водного, энергетического и климатического кризиса // Оценка технологий устойчивой энергетики. 2019. Т. 35. С. 347-353.Theory and simulation of shock waves: Entropy production and energy conversion // Phys. Rev.Сулеймани З., Зорас С., Сераник Б., Шахзад С., Цуй Ю. Обзор последних разработок в области термоэлектрических материалов для применения при комнатной температуре // Оценка технологий устойчивой энергетики. 2020. Т. 37. С. 100604.E. 2021. V. 104. P. 1–18.Уокер С.Б., Ланен Д., Мукерджи У., Фаулер М. Сокращение выбросов парниковых газов за счет использования энергии, преобразуемой в газ, в производстве электроэнергии // Оценка технологий устойчивой энергетики. 2017. Т. 20. С. 25-32.Hossain M.F. Natural mechanism to console global water, energy, and climate change crisis // Sustainable Energy Technol Assess. 2019. V. 35. P. 347–353.Цечоева А.Х., Куготова А.М., Кунижев Б.И., Ахриев A.C. Функция Грюнайзена некоторых полимеров и их композитов // Глобальный научный потенциал. 2013. Т. 23, № 2. С. 27–31.Soleimani Z., Zoras S., Ceranic B., Shahzad S., Cui Y. A review on recent developments of thermoelectric materials for room-temperature applications // Sustainable Energy Technol Assess. 2020. V. 37. P. 100604.Гоголев B.M., Мыркин В.Г. Приближенное уравнение состояния твердых тел // ПМТФ. 1963.Walker S.B., Lanen D., Mukherjee U., Fowler M. Greenhouse gas emissions reductions from applications of Power-to-Gas in power generation // Sustainable Energy Technol Assess. 2017. V. 20. P. 25–32.№ 5. С. 93–98.Tsetchoeva A.Kh., Kugotova A.M., Kunizhev B.I., Akhriev A.S. Gruneisen function of some polymers and their composites. Globalnyi nauchnyi potentcial = Global scientific potential. 2013;23(2):27–31.Томпсон А.П., Актулга Х.М., Бергер Р., Болинтиняну Д.С., Браун У.М. и др. LAMMPS – гибкий инструмент моделирования материалов на основе частиц на атомном, мезо- и континуальном уровнях // Вычислительная техника. Физика. Commun, 2022. V. 271. P. 108171.Gogolev B.M., Myrkin V.G. Approximate equation of state of solids. Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika = Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 1963;5:93–98.Бреннер Д.В., Шендерова О.А., Харрисон Дж.А., Стюарт С.Дж., Ни Б., Синнотт С.Б. Выражение потенциальной энергии реактивного эмпирического порядка связи (REBO) второго поколения для углеводородов // J. Phys.: Condens. Материя. 2002. Т.14. С. 783-802.Thompson A.P., Aktulga H.M., Berger R., Bolintineanu D.S., Brown W.M., et. al. LAMMPS – a flexible simulation tool for particle-based materials modeling at the atomic, meso, and continuum scales // Comput. Phys. Commun, 2022. V. 271. P. 108171.Гувер У.Г. Каноническая динамика: равновесные распределения в фазовом пространстве // Phys. Rev. A. 1985. Т. 31. С. 1695Brenner D.W., Shenderova O.A., Harrison J.A., Stuart S.J., Ni B., Sinnott S.B. A second-generation reactive empirical bond order (REBO) potential energy expression for hydrocarbons // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V.14. P. 783–802.Hoover W.G. Canonical Dynamics: Equilibrium Phase-Space Distributions // Phys. Rev. A. 1985.Hoover W.G. Canonical Dynamics: Equilibrium Phase-Space Distributions // Phys. Rev. A. 1985.V. 31. P. 1695.V. 31. P. 1695.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.