Гибридная суперкомпьютерная платформа для численного моделирования кинетики сверхбыстрых диффузионно-опосредованных фотохимических процессов в неравновесных молекулярных системах

Проектом предусматривается создание аппаратно-программной платформы для высокопроизводительных вычислений кинетики многостадийных фотоиндуцированных реакций переноса электрона, обусловленных диффузионной подвижностью реагентов и интермедиатов в растворителе, внутримолекулярным перераспределением энергии фотовозбуждения и поляризационной релаксацией среды в окрестности донорно-акцепторной пары. Разрабатываемая платформа позволит производить расчеты спектральной динамики поглощения неравновесных фотохимических систем в диапазоне от длинноволнового ИК до ближнего УФ. Платформа будет использоваться в качестве инструмента исследования термических и горячих стадий фотоиндуцированного межмолекулярного электронного переноса в полярной среде, в том числе на этапах, связанных с образованием и гибелью эксиплексов. На основе анализа спектральной динамики поглощения фотохимических систем будут исследованы микроскопические механизмы фотореакций, в частности, пути образования эксиплексного состояния донорно-акцепторной пары. Аппаратная часть платформы будет реализована в рамках гибридной суперкомпьютерной архитектуры с использованием графических ускорителей NVIDIA Tesla (суммарная производительность более 4 терафлопс). Проектом предусматривается разработка GPGPU-ориентированных алгоритмов и программных средств для моделирования сверхбыстрых физико-химических процессов в реагентах, интермедиатах и окружающем растворителе. Математическая модель исследуемых процессов основана на аппарате обобщенной интегральной теории встреч [S.V. Feskov, A.I. Ivanov, A.I. Burshtein // J. Chem. Phys. 122 (2005) 124509]. В расчетном ядре системы будут задействованы рекроссинг-алгоритмы метода броуновского моделирования [С.В. Феськов // Выч. методы и программ. 10 (2009) 202].