Научные интересы

Каталитические реакции при взаимодействии газа с поверхностью
Физико-химические процессы в газовой динамике
Горение высокоэнергетичных материалов
Динамика молекулярных реакций

Направления деятельности

Исследование процессов взаимодействия высокоэнтальпийных газовых потоков с поверхностью теплозащитных покрытий высокоскоростных летательных аппаратов. Моделирование динамики молекулярных реакций в газовой фазе и определение ключевых кинетических характеристик исследуемых процессов. Исследование кинетических механизмов самовоспламенения и горения высокоэнергетичных материалов.

Проекты

• Разработка моделей гетерогенных каталитических реакций на теплозащитных покрытиях из первых принципов
• Многомасштабное моделирование сверхзвуковых течений разреженного газа
• Электронный журнал «Физико-химическая кинетика в газовой динамике»

Последние публикации

• Крупнов А.А., Погосбекян М.Ю., Сахаров В.И. Применение моделей гетерогенного катализа при решении задач струйного обтекания моделей из меди для условий экспериментов на индукционном ВЧ-плазмотроне // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. Институт механики МГУ. 2023. Т. 24. № 4. С. 1-16
• Крупнов А.А., Погосбекян М.Ю. Адсорбция атомов кислорода и азота на поверхности SiO2: молекулярно-динамический расчет на основе квантово-механических потенциалов // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. Институт механики МГУ. 2023. Т. 24. № 3. С. 1-10
• Смехов Г.Д., Сергиевская А.Л., Погосбекян М.Ю., Крупнов А.А. Level Adiabatic Model for the Dissociation of Diatomic Molecules. Fluid Dynamics. Maik Nauka/Interperiodica Publishing. 2023. V. 58. No 4. P. 796-810
• Kroupnov A.A., Pogosbekian M.Ju. Interaction of dissociated air with the surface of β-cristobalite material. Acta Astronautica. Pergamon Press Ltd.. 2023. V. 203. No 2. P. 454-468
• Крупнов А.А., Погосбекян М.Ю. Термодинамические свойства изомеров триэтилалюминия // Горение и взрыв. Общество с ограниченной ответственностью "ТОРУС ПРЕСС". 2022. Т. 15. № 4. С. 112-122

Исследования

Разработана замкнутая кинетическая модель взаимодействия диссоциированного воздуха с поверхностью теплозащитного материала SiO2 (β-кристобалит). Для описания гетерогенных процессов использовался кластерный подход, в котором поверхность кристаллического материала моделировалась кластером, передающим стехиометрию кристалла и валентные состояния, лежащих на поверхности атомов. Расчет поверхности потенциальной энергии проводился методом теории функционала электронной плотности (DFT) с расширенным гибридным функционалом, совмещенным с корреляционным функционалом Lee–Yang–Parr (X3LYP). В качестве базисных функций использовался корреляционно-согласованный поляризованный валентный трехэкспоненциальный базисный набор cc-pVTZ.  Получены константы скоростей элементарных стадий - адсорбции/десорбции, ассоциативной и ударной рекомбинации по теории переходного состояния, адаптированной к поверхностным реакциям. Рассчитанные константы скоростей рассматриваемых процессов были аппроксимированы в обобщенной форме Аррениуса в диапазоне температур 500-2200 K и проведено их сравнение с имеющимися в литературе феноменологическими моделями.
Рассмотрены начальные стадии самовоспламенения триэтилалюминия Al(C2H5)3. Проведен квантово-механический расчет структур и энергетических характеристик всех участвующих в процессах молекулярных комплексов. Получены теплоты реакций и найдены энергии связей внутри комплексов, определяющие основные этапы протекания реакций. На основе анализа энергетических характеристик уточнен механизм распада триэтилалюминий при внедрении в него молекулы кислорода. Показано, что приоритетным каналом распада комплекса триэтилалюминий-кислород является разрыв связи между атомами кислорода. При этом суммарный процесс внедрения и распада является экзотермическим и идет с выделением 64.27кДж/моль, что и объясняет процесс самовоспламенения.

Образовательная деятельность в НИИ механики

Руководство курсовыми и дипломными работами студентов кафедры инженерной
механики и прикладной математики механико-математического факультета МГУ им.
М.В.Ломоносова.
Темы курсовых и дипломных работ:

Исследование физико-химических процессов в газе и на каталитической
поверхности.
Исследование кинетики воспламенения и горения метано-воздушных смесей.
Моделирование горения водородо-кислородной смеси за фронтом ударной
волны.