суперкомпьютерный семинар
Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности
Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности

Программа семинара
11 декабря 2017 г., 16:30

1. 16:30-17:15

Стариков С.В., к.ф.-м.н., с.н.с.
Смирнова Д.Е., к.ф.-м.н., н.с.
Колотова Л.Н., м.н.с.
Цепляев В.И., м.н.с.
Корнева М.А., м.н.с.
Гордеев И.С., стаж.-иссл.
Объединенный институт высоких температур РАН

Многомасштабное компьютерное моделирование в материаловедении

Актуальной задачей для материаловедения является создание методики прогнозирования поведения материалов с различной микроструктурой при термическом и механическом воздействиях. Описание таких процессов как диффузионные и мартенситные фазовые переходы, рекристаллизация и пластическая деформация требует учета различных явлений на разных масштабах. Одним из перспективных направлений исследования является многомасштабное компьютерное моделирование. Такой подход предполагает, что для описания поведения материала на различных пространственных и временных масштабах используются различные теоретические методы. Важно отметить, что при таком подходе очень важна согласованность методов и возможность их взаимной корректировки. В основе разработки многомасштабной модели лежат квантовые расчеты и разработка межатомного потенциала по методу "согласование по силе". Идея этого метода заключается в восстановлении межатомного потенциала по ab initio данным (межатомным силам, энергиям и напряжениям), рассчитанным для ряда эталонных структур методами квантовой физики. Разработанные потенциалы используются в классической молекулярной динамике для расчета коэффициентов диффузии, энергий образования дефектов, мобильности дислокаций и характеристик фазовых переходов. Полученные данные закладываются в микроскопические модели, такие как дислокационная динамика и метод фазового поля, которые позволяют напрямую смоделировать эволюцию микроструктуры при термическом и механическом воздействиях. В данной работе на примере молибдена и сплава Zr-Nb рассмотрены особенности и проблемы такого подхода.

Ссылки по теме работы:

1. Smirnova D.E., Starikov S.V., An interatomic potential for simulation of Zr-Nb system // Computational Materials Science. – 2017. – V. 129. – P. 259-272.
2. Smirnova D., Starikov S., Study of Niobium Diffusion and Clusterization in hcp Zr-Nb Dilute Alloys // Defect & Diffusion Forum. – 2017. –V. 375. – P. 167-174.
3. Tseplyaev V., Serenko N., Starikov S., The Investigation of Dislocation Behaviour in Molybdenum Using Molecular Dynamics // Defect and Diffusion Forum. 2017. – V. 375. – P. 175-181.
4. Smirnova D.E., Kuksin A.Y., Starikov S.V., Investigation of point defects diffusion in bcc uranium and U–Mo alloys // Journal of Nuclear Materials. – 2015. – V. 458. – P. 304-311.


2. 17:15-18:00

Воронин А.А., к.ф.-м.н., н.с. Международного учебно-научного лазерного центра МГУ им. М.В. Ломоносова
Митрофанов А.В., к.ф.-м.н., н.с. Института проблем лазерных и информационных технологий РАН
Ланин А.А., к.ф.-м.н., м.н.с. Международного учебно-научного лазерного центра МГУ им. М.В. Ломоносова
Степанов Е.А., аспирант Физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
Сидоров-Бирюков Д.А., к.ф.-м.н., с.н.с. Международного учебно-научного лазерного центра МГУ им. М.В. Ломоносова
Федотов А.Б., к.ф.-м.н., доцент Международного учебно-научного лазерного центра МГУ им. М.В. Ломоносова
Желтиков А.М., д.ф.-м.н., профессор Международного учебно-научного лазерного центра МГУ им. М.В. Ломоносова

Суперкомпьютерное моделирование нелинейной динамики ультракоротких лазерных импульсов

Распространение мощных сверхкоротких световых импульсов сопровождается сложной нелинейной пространственно-временной динамикой, в которой многообразные эффекты спектрально-временного преобразования поля неразрывно связаны с неоднородной по импульсу пространственной динамикой светового пучка. Анализ нелинейной динамики мощных сверхкоротких световых импульсов с учетом пучковых неустойчивостей, распада пучка на множественные филаменты, а также уникальных явлений формирования предельно коротких импульсов светового поля приводит к задачам, эквивалентных по своей вычислительной сложности задачам моделирования временной эволюции физической системы с миллиардами степеней свободы. Для выполнения расчетов такого класса сложности требуется эксафлопный объем вычислительных операций, который, как правило, выполняется с использованием суперкомпьютеров. В настоящем докладе будут представлены методы физического моделирования и численного анализа, позволяющие решать подобные задачи на кластере графических ускорителей. Выполненные таким методом эксафлопные вычисления указывают на существование новых уникальных явлений пространственно-временной динамики сверхмощных ультракоротких световых импульсов. Показана возможность формирования мощных световых импульсов рекордно короткой длительности, в которых световое поле оказывается локализованным одновременно в пространстве и времени за счет баланса дисперсии и нелинейности в условиях подавления дифракционной расходимости пучка в результате совместного действия керровской и ионизационной нелинейностей.