ЦКП ССКЦ ИВМиМГ СО РАН
Проводится регулярный семинар «Высокопроизводительные вычисления» на базе ССКЦ, кафедры Вычислительных систем НГУ и Центра Компетенции по высокопроизводительным вычислениям СО РАН - Intel.
Заседания семинара проходят в конференц-зале ИВМиМГ СО РАН по четвергам в 11-00.
Архив семинаров: 2019, 2018, 2017, 2016, 2015.
Презентации последних семинаров:
Чеверда Владимир Альбертович (ИНГГ СО РАН), Колюхин Д.Р. (ИНГГ СО РАН), Лисица В.В. (ИНГГ СО РАН), Протасов М.И. (ИНГГ СО РАН), Решетова Г.В. (ИНГГ СО РАН, ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Разломы земной коры существенно влияют на структуру флюидопотоков в естественных резервуарах. Они могут выступать и как как барьеры, и как проводящая среда. Несмотря на то, что во многих случаях наличие разломов может быть определено из сейсмических данных, оценка их внутренней структуры представляет существенные трудности. В работе (Tveranger и др., 2004) предложен метод, позволяющий проводить явное детальное трехмерное статистическое моделирование структуры и свойств разломной зоны, основываясь на анализе данных, собранных на обнажениях. Мы используем в данной работе построенный на его основе статистический ансамбль реализаций строения разломной зоны. Систематическое изменение параметров геологической модели мы используем для понимания их проявлений в сейсмических изображениях путём сравнения их статистических характеристик. В работе проведено сравнение статистических характеристик исходной модели разломной зоны и её изображения в рассеянных волнах. Показано, что некоторые статистические характеристики сохраняются, в частности, характерный размер неоднородностей среды.
Берендеев Евгений Андреевич (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
В докладе представляется новый код для моделирования плазмы в 2D геометрии методом частиц в ячейках. Кинетическая модель плазмы наиболее универсальна и может быть использована при решении широкого круга задач. В то же время решение кинетических уравнений - это достаточно ресурсоёмкая задача, требующая значительных вычислительных ресурсов. Поэтому создание кодов для моделирования плазмы это выбор между эффективным решением конкретной задачи и универсальностью. Luthien - это комплекс параллельных программ с открытым исходным кодом для CPU, созданный на основе объектно-ориентированного подхода С++. На данный момент реализована поддержка 2D декартовой и цилиндрической геометрии, возможность задания собственных сортов частиц (что позволяет моделировать сложные многокомпонентные среды), поддержка инжекции лазеров и пучков с возможностью фокусировки. Также реализован ряд методов для моделирования коллективного взаимодействия частиц через столкновения или полевую ионизацию. В качестве основного параллельного алгоритма выбрана двухуровневая декомпозиция - на первом этапе это декомпозиция области, и при необходимости - на втором этапе распределение частиц по процессорам внутри одной подобласти. Использование объектно-ориентированного подхода, базовых классов моделирования, а также уже созданных библиотек алгоритмов позволяет коду Luthien быть достаточно универсальным, иметь возможность добавлять пользователю новые алгоритмы и параметры, в то же время, сохраняя параллельную структуры программы.
д.ф.-м.н. Куликов И.М., к.ф.-м. Черных И.Г. (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
В докладе будет приведен обзор математических моделей, численных методов для моделирования процессов, происходящих при взрыве сверхновых. Будет дан краткий обзор докладов конференции First Stars IV, проходившей в марте 2020 года в г. Концепсьон, республика Чили.
д.т.н. Глинский Б.М. (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Обсуждаются вопросы применения суперкомпьютерных технологий к решению вычислительно сложных задач математической физики. Разработанная технология создания алгоритмического и программного обеспечения для суперкомпьютеров, содержит три связанных этапа: со-дизайн, под которым мы понимаем адаптацию постановки задачи, математического метода, вычислительного алгоритма под параллельную архитектуру суперкомпьютера на всех этапах решения задачи; создание упреждающего алгоритмического и программного обеспечения для наиболее перспективных суперкомпьютеров на основе имитационного моделирования; оценка энергоэффективности алгоритмов при различных реализациях на заданной архитектуре суперЭВМ. Предлагается дальнейшее развитие суперкомпьютерных технологий с применением интеллектуальной поддержки решения вычислительно сложных задач с использованием онтологии вычислительных методов и алгоритмов решения задачи, онтологии вычислительных гетерогенных архитектур и правил принятия решения.
К.ф.-м.н. Прууэл Эдуард Рейнович (ИГиЛ СО РАН)
Аннотация
Реализована модель уравнения состояния позволяющая проводить расчеты равновесных термодинамических параметров плотных газов и флюидов с учетом межмолекулярных взаимодействий. Протестированный диапазон параметров составляет по температуре -- от 100 до 10 000 K и до давлений 100 ГПа. Базовыми параметрами для задания условий являются плотность, температура и химический элементный состав исследуемой смеси. Для этих условий вычисляется равновесный химический состав, внутренняя энергия, теплоемкости, показатель адиабаты и скорость звука. В расчетах учтена возможность образования следующих химических компонент: Ar, Ne, He, Kr, N2, N, O2, O, H2, H, H2O, OH, NH3, CO, CO2, CH4, NH3, NO и конденсированной фазы углерода. Для построения уравнения состояния используются методы молекулярной динамки и статистической физики. При этом, вещество рассматривается как набор точечных объектов (молекул) взаимодействующих с центральным парным потенциалом в форме exp6. Дополнительно молекулы обладают внутренними степенями свободы, энергия которых зависит только от температуры. Для определения давления и полной энергии системы численно решается задача движения небольшого ансамбля частиц (NVT ансамбль из 50-100 молекул), при этом внутренняя энергия системы вычисляется как суммы кинетических энергий молекул и потенциальной энергии взаимодействия, давление вычисляется по Теореме о вириале. Подбор параметров парных потенциалов взаимодействия осуществлялся из условий наилучшего соответствия экспериментальным данным: таблицам термодинамическим величин Американского института стандартов, ударным адиабатам сжиженных газов и параметрам детонационным конденсированных взрывчатых материалов. Разработанный на базе модели программный комплекс (http://ancient.hydro.nsc.ru/chem) позволяет определять равновесные термодинамические параметры смесей газов при заданной плотности и температуре, рассчитывать ударные адиабаты сжиженных газов и определять парамтры детонации конденсированных взрывчатых веществ. Для построения ударной адиабаты, численно решается нелинейное уравнение Гюгонио в переменных плотность и температура, при этом, все необходимые параметры (давление и удельная внутренняя энергия) вычисляются описанным выше методом. Параметры детонации определяются из условий Чепмена-Жуге - на ударной адиабате с энерговыделением находится точка с условиями D=u+c, где D - скорость фронта, u - массовая скорость, c - равновесная скорость звука.
Перепёлкин Владислав Александрович (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Аннотация: Система LuNA позволяет автоматически конструировать и исполнять на мультикомпьютерах параллельные программы численного моделирования на основе высокоуровневого описания прикладного алгоритма. Прикладной алгоритм описывается в виде множества фрагментов данных и вычислений, что позволяет системе автоматически планировать и реализовывать вычисления распределённо, динамически балансировть нагрузку на вычислительные узлы, осуществлять необходимые коммуникации между узлами и выполнять ряд других низкоуровневых задач параллельного программирования, освобождая от этой работы пользователя. В докладе представляются язык описания прикладных алгоритмов, ключевые системные алгоритмы, осуществляющие его трансляцию и распределённое исполнение, а также представлены экспериментальные исследования системы на ряде задач.
к.ф.-м.н., Боронина Марина Андреевна, содокладчики - д.ф.-м.н. Вшивков В.А., к.ф.-м.н. Генрих Е.А., Дудникова Г.И. (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Использование новой идеи диамагнитного удержания плазмы в открытой ловушке представляет большой интерес, т.к. дает принципиальную возможность создания компактного термоядерного реактора. В докладе будет представлен параллельный алгоритм решения задач математического моделирования динамики плазмы с целью исследования возможности формирования конфигурации магнитного поля, необходимого для удержания плазмы в диамагнитном режиме открытой ловушки. Речь пойдет о параллельных реализациях численных алгоритмов на основе гибридной модели и метода частиц-в-ячейках с применением смешанной декомпозиции.
д.ф.-м.н., профессор Валерий Павлович Ильин (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Рассматриваются концепция, архитектура и структура данных интегрированного вычислительного окружения (ИВО) для построения многомерных адаптивных квазиструктурированных сеток, ориентированных на высокопроизводительное решение реальных задач со сложной геометрией многосвязных кусочно-гладких границ расчетных областей и с контрастными материальными свойствами сред. Описываются многообразие объектов и операций над ними, включая параллельные алгоритмы декомпозиции областей и многосеточные подходы, реализуемые в распределенном варианте средствами гибридного программирования на иерархической памяти. Излагаются технологические требования к разработке, предусматривающие гибкое расширение состава применяемых моделей и алгоритмов, адаптацию к эволюции компьютерных платформ, эффективное переиспользование внешних программных продуктов и согласованное участие различных групп разработчиков.
Хачкова Татьяна Станиславовна (ИНГГ СО РАН)
Аннотация
Результатом диссертационной работы являются алгоритмы численной оценки морфологических (пористости, длины корреляции, геометрических, топологических параметров), транспортных (проницаемости, извилистости) и упругих параметров (эффективных тензоров жёсткости и податливости) горной породы на микромасштабе по томографическим и SEM-изображениям образца, которые необходимы для перехода к мезо- и макромасштабу и получения информации о “коллективных” проявлениях скоплений флюидонасыщенных микронеоднородностей в сейсмических полях.
Суперкомпьютерные технологии. Обзор SC19
к.ф.-м.н. Черных Игорь Геннадьевич (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
В докладе будет представлен обзор современных тенденций в суперкомпьютерных технологиях. Особое внимание будет уделено новинкам оборудования для высокопроизводительных вычислений, представленных на важнейшей выставке-конференции SC19: The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis. Будут представлены последние достижения в программном обеспечении для работы с параллельными вычислительными комплексами.
Загорулько Галина Борисовна (ИСИ СО РАН)
Аннотация
В докладе представляется модель комплексной поддержки разработки интеллектуальных СППР в слабоформализованных областях, включающая концепцию комплексной поддержки, модель и методику построения расширяемого распределенного репозитория методов поддержки принятия решений (ППР), архитектуру и методику построения типовой интеллектуальной СППР. Подробно рассматриваются средства комплексной поддержки: онтология ППР, информационно-аналитический ресурс по ППР, репозитарий методов ППР. Приводятся примеры использования предлагаемых средств для разработки двух СППР – из области энергетики и области диагностики заболеваний.
д.х.н. Потапов Андрей Сергеевич (ИНХ СО РАН)
Аннотация
В докладе будут рассмотрены результаты использования квантово-химических методов для установления строения азотсодержащих гетероциклических соединений, для которых одних только экспериментальных спектральных данных (в частности, спектроскопии ЯМР) было недостаточно. Построение корреляционных зависимостей экспериментальных и расчетных химических сдвигов ядер 1H и 13C для возможных изомеров соединений позволяет надежно сделать вывод о строении исследуемого соединения. Во второй части доклада будут рассмотрены результаты моделирования спектров поглощения и испускания высокофлуоресцентных производных 2,1,3-бензоксадиазола с гетероциклическими заместителями, которое позволяет объяснить влияние природы гетероциклического заместителя на интенсивность флуоресценции.
Цифровые двойники баженовской свиты: от структурной модели и модели DFN (Discrete Fracture Network) целевого пласта к численному моделированию полных волновых полей и изображениям в рассеянных волнах
д.ф.-м.н. Чеверда В.А. с авторским коллективом (ИНГГ СО РАН, ИВМиМГ СО РАН, НТЦ ПАО Газпромнефть)
Аннотация
Объектом исследования является трёхмерная цифровая сейсмогеологическая модель реального геологического объекта и соответствующие ей данные натурных наблюдений, как по методу вертикального сейсмического профилирования, так и поверхностных площадных систем возбуждения и регистрации. Цель работы заключается в следующем: 1. Построение структурной цифровой модели на сетке 5м х 5м х 5м и её верификация путём сравнения полевых наблюдений и отдельных синтетических наборов данных; 2. Адаптация заданной структурной модели для проведения конечно-разностного моделирования с использованием ячеек 3. Построении синтетического набора данных для структурной модели для площадной системы возбуждения и регистрации с заданным перекрытием; 4. Построение модели трещиноватой среды на основе использования DFN и применения концепции идеальных сейсмических изображений. 5. Проведение расчётов полных волновых полей для трещиноватой среды и анализ вклада, вносимого наличием трещиноватости.
М.И. Маматкулов (ИК СО РАН), И.В. Юданов (ИХХТ СО РАН), К.М. Нейман (Universitat de Barcelona, Spain)
Аннотация
Биметаллические наночастицы являются объектом активных научных исследований, поскольку по своим каталитическим свойствам они нередко превосходят монометаллические наносистемы. Однако структура и механизм функционирования биметаллов являются более сложными объектами исследования. В частности, структура биметаллических катализаторов может динамически меняться в реакционной среде. В недавнем экспериментальном исследовании реакции окисления СО на модельных катализаторах PdAu была обнаружена обратимая сегрегация Pd на поверхности наночастиц под воздействием адсорбата. Целью настоящего теоретического исследования было изучить термодинамику этого процесса. Ключевой задачей является определение наиболее стабильного распределения компонентов в наночастице. Поскольку общее число возможных комбинаций крайне велико, для отбора наиболее стабильных структур был использован недавно разработанный подход, в котором методом Монте-Карло (МК) проводится минимизация топологического энергетического выражения, предварительно параметризованного в расчетах методом функционала плотности (ФП) набора тестовых нанокластеров с заданным соотношением Pd/Au. На примере модельных частиц Au145Pd56 расчётами показано, что в вакууме ядро частиц является биметаллическим а поверхность покрыта золотом. Однако адсорбция СО меняет термодинамику частиц и стабилизирует Pd на поверхности в соответствии с экспериментом. Комбинированный подход МК-ФП позволяет обобщить результаты, полученные для частиц размером ~200 атомов на более крупные наночастицы (>1000 атомов), близкие по размеру к исследуемым в эксперимент
к.ф.-м.н. Пененко Алексей Владимирович (ИВМиМГ СО РАН)
Аннотация
Система Inverse Modeling & Data Assimilation Framework (IMDAF) решает иерархию усложняющихся задач математического моделирования: прямые задачи, задачи оценки чувствительности, обратные задачи, задачи усвоения данных. За счет использования схем расщепления и ансамблевого подхода алгоритмы, составляющие IMDAF, эффективно отображаются на параллельные вычислительные архитектуры. Для обеспечения возможности эффективного развития, IMDAF разрабатывается в объектно-ориентированной парадигме. Конкретные примеры работы системы приводятся для моделей адвекции-диффузии-реакции, которые используются в широком спектре практических приложений, в том числе в задачах химии атмосферы и биологии развития.
д.ф.-м.н. Куликов И.М., к.ф.-м.н Черных И.Г.
Аннотация
В докладе будет сделан обзор второго рабочего совещания по вычислительной МГД и физике плазмы. Мероприятие проводилось совместно ИВМиМГ СО РАН и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН в Москве 10-11 октября в рамках Марчуковских научных чтений - 2019. В докладе будут представлены сновные научные направления совещания, наиболее интересные доклады и новые вызовы для суперкомпьютерного моделирования.
Александров Иван Анатольевич (ИФП СО РАН)
Аннотация
Определение энергетической структуры и оптических свойств точечных дефектов в кристаллах является фундаментальной задачей, решение которой необходимо для улучшения качества материалов, используемых для создания оптических и электронных приборов. В работе проведены расчеты энергетической структуры и оптических свойств точечных дефектов в нитридах металлов третьей группы методами теории функционала плотности. С использованием модели конфигурационных координат рассчитаны формы полос люминесценции и их емпературная зависимость для дефектов в AlN и AlGaN. Исследованы процессы диффузии в гетероструктурах GaN/AlN, проведен расчет энергий миграционных барьеров диффузии атомов галлия и алюминия в AlN и GaN для вакансионного механизма диффузии.
Елизавета Ильинична Дауэнгауэр (НГУ, ИТ СО РАН)
Аннотация
Проблемы связанные с задачами управления гидродинамической устойчивостью и характеристиками потоков жидкости и газа встречаются во многих отраслях техники и промышленности: аэродинамике, гидроэнергетике, машиностроении. В частности, известна эффективность управления отрывом потока в пограничном слое крылового профиля. В настоящее время теория управления потоками активно развивается благодаря современным техническим возможностям. Так свою эффективность показали методы вихреразрешающего численного моделирования, необходимые для анализа реакции системы на внешнее возмущение. Используя линейный анализ устойчивости потока к внешним возмущениям и метод сопряженных полей, возможно идентифицировать область наибольшей восприимчивости невозмущенного течения. В работе исследуется задача обтекания гидропрофиля, который является уменьшенной копией направляющей лопатки в гидротурбине Фрэнсиса, с целью определения эффективных методов управления характеристиками потока в гидродинамическом оборудовании. В качестве управляющего элемента рассматривается струйный осциллятор, благодаря которому возможно контролировать частоту возмущений в области наибольшей восприимчивости. Рассмотрен диапазон чисел Рейнольдса (Re) 3000-30000 для струйного осциллятора и Re = 1.2×106, 1×106 для задачи обтекания гидропрофиля при углах атаки α = 0о, α = 9о соответственно. Для аккуратной пространственной дискретизации уравнений Навье-Стокса использовался метод спектральных элементов. При помощи метода крупных вихрей получены численные решения при нулевом угле атаки для задачи обтекания гидропрофиля, а так же для всех случаев чисел Рейнольса задачи струйного осциллятора. Для верификации результатов расчета для Re = 1.2×106 использовались экспериментальные данные, полученные в Институте теплофизики СО РАН.
к.х.н. Гайнутдинов Игорь Имильевич (ИХТТМ СО РАН)
Аннотация
Работы по компьютерному моделированию твердых тел начались в ИХТТМ СО РАН в 1994 году на волне интереса к механохимическим процессам. Происходящие в веществе процессы в условиях интенсивного механического воздействия сложно исследовать прямыми экспериментальными методами, в силу малости размеров характерных для них пространственных размеров (порядка сотни нанометров) и временного масштаба. До начала 2000х нами проводилось моделирование с помощью методов молекулярной динамики. В то же время, на волне интереса к высокотемпературным сверхпроводникам, возникла проблематика подвижности кислорода в кислороддефицитных оксидах с перовскитоподобной структурой, которые в настоящее время являются перспективными материалами для устройств высокотемпературной электрохимии - топливных элементов. кислород-селективных мембран, риформеров метана и т.п. В середине 2010х нами начаты работы по исследованию данных соединений с привлечением методов квантовой химии и молекулярной динамики. Данное выступление посвящено краткому обзору полученных результатов и обсуждению проблематики использования для данных задач суперкомпьютеров ССКЦ СО РАН
Ковальский Виктор Юрьевич (ИК СО РАН)
Аннотация
Группа [FeO]2+ является ключевым интермедиатом в окислительном катализе негемовыми ферментами. Так, например, частицы, содержащие группу [FeO]2+, такие как метанмонооксигеназа, способны селективно окислять метан до метанола в мягких условиях. Селективное окисление метана является одной из важнейших проблем современной нефтеперерабатывающей промышленности. В рамках метода DFT было произведено исследование первой стадии активации метана - реакции отрыва атома водорода от метана - на модельных частицах, содержащих группу [FeO]2+. Было показано, образование оксильного состояния [FeIII-O•] в ходе реакции существенно снижает барьер отрыва атома водорода от метана.
Папуловский Евгений Сергеевич (ИК СО РАН)
Аннотация
В работе определяется структура оксалата аммония-ниобия при помощи экспериментальных и теоретических методов ЯМР и рентгеноструктурного анализа. В работе использовался квантовохимический метод GIPAW, реализованный в программном пакете CASTEP. В результате была определена ранее неизвестная структура (Фаза III) оксалата аммония-ниобия.
Чеверда В.А., Костин В.И., Белоносов М.А., Соловьёв С.А. (ИНГГ СО РАН)
Аннотация
Разработан итерационный решатель в неоднородной трёхмерной акустической среде, ориентированный на применение при обращении полных волновых полей для восстановления макроскоростной модели. Его ключевой особенностью является использование оригинального предобуславливателя, обеспечивающего сходимость крыловских итераций для широкого класса сред. Вычисление действия матрицы на вектор для предобусловленной системы реализовано с помощью эффективной процедуры, которая основана на двумерном быстром преобразовании Фурье с последующим численным решением семейства краевых задач для системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Приводятся результаты численных расчётов для реалистичных трёхмерных моделей среды.
Загорулько Галина Борисовна (ИСИ СО РАН)
Аннотация
В докладе будет проведен анализ современного состояния в области средств и методологий разработки ИСППР. Будет представлена методология, которая базируется на авторской концепции комплексной поддержки разработки ИСППР, включает онтологический и сервис-ориентированный подходы, технологии Semantic Web, подходы быстрого прототипирования и гибкой разработки программного обеспечения, технологию разработки информационно-аналитических интернет-ресурсов. Возможности предлагаемой методологии будут продемонстрированы на примере разработки ИСППР по угрозам энергетической безопасности и ИСППР по диагностике элементозов.
д.ф.-м.н. Чеверда В.А. (ИНГГ СО РАН)
Аннотация
Построена трёхмерная разномасштабная геологическая модель, содержащая разломы, коридоры трещиноватости и скопления каверн. Приводятся результаты обработки синтетических данных по оригинальному алгоритму, ориентированному на построение сейсмических изображений в рассеянных волнах. Обработка полученных синтетических данных выполнялась в системе Promax ООО РН КрасноярскНИПИнефть. При этом использовался формат работы с большими данными из этой системы под управлением MPI.
М.Р. Еникеев (ИНК РАН и УГНТУ, г. Уфа)
Аннотация
Приглашаем вас 22 января (во вторник) в ИВМиМГ СО РАН на встречу с коллегами из Института нефтехимии и катализа РАН и Уфимского государственного нефтяного технического университета (Уфа, Башкортостан, Россия)
Ю.О. Бобренёва (ИНК РАН и УГНТУ, г. Уфа)
Аннотация
Приглашаем вас 22 января (во вторник) в ИВМиМГ СО РАН на встречу с коллегами из Института нефтехимии и катализа РАН и Уфимского государственного нефтяного технического университета (Уфа, Башкортостан, Россия)
Старый сайт