Мультимасштабное математическое моделирование неоднородностей в газовых и конденсированных системах с использованием проблемно-ориентированной вычислительной среды (заключительный), этап № 3

Проведены вычислительные эксперименты по определению структуры, термодинамических и других физических характеристик кластеров с использованием созданного уникального вычислительного комплекса на базе ФГБОУ ВО МГТУ «СТАНКИН». Вычислительный комплекс создан на основе IntelXeon, состоит из 400 ядер и снабжен полностью функциональной системой автоматизации расчетов. Разработаны высокоэффективные расчетные модули для вычисления скоростей бинарной гомогенной H₂SO₄-H₂O, трехкомпонентной гомогенной H₂SO₄-H₂O-NH₃ и ионной нуклеации в атмосфере и применения в 3D-моделировании. Разработаны справочные таблицы скоростей бинарной и трехкомпонентной нуклеации, как гомогенной, так и ионной, для применения в трехмерном моделировании, и проведено сравнение скоростей нуклеации, рассчитанных с использованием справочных таблиц, с экспериментальными данными CLOUD для BHN, BIMN, THN и TIMN. Показано, что целый ряд типичных для атмосферы органических кислот может играть важную роль в формировании новых наноразмерных частиц. Проведено моделирование динамики кластеров композитных материалов с диэлектрической проницаемостью, зависящей от электрического и магнитного векторов. Предложены модифицированные граничные условия для электромагнитных волн в метаматериалах и наноструктурах с негладкими границами. Построена модель и проведено моделирование динамики молекул и кластеров в порах под действием различных внешних сил, в том числе силы Казимира. Предложены эффективные способы увеличения производительности вычислительной grid-системы при решении задачи определения структуры и свойств наночастиц и кластеров. Развивается новый аппарат исследования качественных свойств решений непрерывных и дискретных гамильтоновых систем, в том числе с осцилляционными свойствами. Результаты используются в учебном процессе.