Вычислительные технологии оптимизации для задач атомно-молекулярного моделирования и молекулярной динамики

Проект направлен на создание нового вычислительного инструментария для моделирования и исследования устойчивых состояний атомно-молекулярных процессов и кластеров – коррелированных групп элементарных частиц. Реализация проекта предполагает разработку новых алгоритмов невыпуклой оптимизации, ориентированных на эффективное решение сверхтрудных задач поиска глобального минимума в многомерных моделях потенциалов атомных, молекулярных и/или ионных структур; новых алгоритмов локальной оптимизации для решения вспомогательных задач поиска локальных экстремумов; новых алгоритмов оптимизации динамических систем, учитывающих особенности моделей молекулярной динамики.Разработанные методы, алгоритмы и вычислительные технологии предполагается интегрировать в едином программном комплексе, ориентированном на исследование экстремальных задач для широкого класса моделей атомно-молекулярных потенциалов и молекулярной динамики.Верификация возможностей разрабатываемого инструментария предполагается путем проведения многовариантных и серийных вычислительных экспериментов как на известных моделях – потенциалах Леннарда-Джонса, Морса, Китинга, Гупта, Дзугутова, Саттон-Чена и других, так и на новых моделях из областей биологии, вычислительной химии, кристаллографии, материаловедения, экологии и других. Предполагается достижение размерностей решаемых задач, существенно превышающих известные в мировой вычислительной практике.