Задачи, решаемые на кластере "Уран"

Моделирование задач геофизики на суперкомпьютере "Уран"

А.И. Короткий (1,2), И.А. Цепелев (1), А. Исмаил-заде (3,4), С. Хонда (5)


(1) Институт математики и механики УрО РАН, Екатеринбург, РОССИЯ
(2) Уральский федеральный университет, Екатеринбург, РОССИЯ
(3) Geophysikalisches Institut, Universitat Karlsruhe, GERMANY
(4) Institut de Physique du Globe de Paris, Paris, FRANCE
(5) Earthquake Research Institute, University of Tokyo, Tokyo, JAPAN

Цель исследования

Задача реконструкции внутреннего строения Земли состоит в качественной и количественной идентификации строения Земли и ее отдельных регионов на основе интерпретации геолого-геофизических данных (теплового, гравитационного, электромагнитного полей, сейсмичности, палео- и современной геодинамики). Моделирование данной задачи проводится в прямом и обратном временах. Для решения задач необходимо создание математических моделей глобальных процессов, проведение численных экспериментов на детальных расчетных сетках, установление соответствия построенных моделей результатам геодезических и геофизических измерений современного состояния и динамики земных недр. Для эффективной компьютерной реализации требуется использование суперкомпьютеров большой мощности.

Моделирование геофизических процессов на ЭВМ позволит получить фундаментальные знания в области реконструкции физических параметров, обоснования и численного решения задач прогнозирования и оценки параметров геологических систем. Использование ЭВМ в этом направлении приведет к реальному сокращению затрат на эти исследования...

Прикрепленный файлРазмер
tsepelev_poster.pdf1.34 Мб
tsepelev_slides.pdf4.28 Мб

Моделирование погружения осколка континентальной плиты в районе юго-восточных Карпат

А.И.Короткий (1,2), И.А.Цепелев (1), А.Т.Исмаил-заде (3,4), Дж.Шуберт (5)

 

(1) Институт математики и механики УрО РАН, Екатеринбург, РОССИЯ
(2) Уральский федеральный университет, Екатеринбург, РОССИЯ
(3) Geophysikalisches Institut, Universitat Karlsruhe, GERMANY
(4) Institut de Physique du Globe de Paris, Paris, FRANCE
(5) Institute of Geophysics and Planetary Physics, University of California, USA

 

Основные научные цели исследования:

на основе обработки реальных геолого-физических данных для географического региона юго-восточных Карпат исследовать эволюцию погружения тектонической плиты в заданной области, изучить механизмы образования тектонических напряжений в коре Земли, которые приводят к землетрясениям в данном регионе.

Прикрепленный файлРазмер
vrancea_poster.pdf1.44 Мб

Компьютерное моделирование стеклования в системе коллапсирующих сфер

Р.Е. Рыльцев1, Н.М. Щелкачев1,2, В.Н. Рыжов3

1 – Институт Металлургии УрО РАН

2 – Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау

                        3 – Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина

 

Получение аморфных материалов  с заданными свойствами является важнейшей практической задачей. Ее решение невозможно без всестороннего изучения физических процессов и механизмов стеклования, что обуславливает также и фундаментальный интерес к данной проблеме. В силу отсутствия строгой теории и сложности аналитического описания процесса стеклования основным инструментов теоретического исследования здесь является компьютерное моделирование методом молекулярной динамики.

Основной целью данной работы является исследования стеклования методами молекулярной динамики. Решение этой задачи требует больших затрат машинного времени в силу необходимости рассматривать большие системы и по причине медленной релаксации системы в окрестности температуры стеклования. Это заставляет  искать оптимальные модельные системы, которые должны быть достаточно простыми, но вместе с тем описывать свойства некоторого класса конкретных систем. Одной из таких систем является система коллапсирующих сфер, описываемых эффективным парным потенциалом с отрицательной кривизной в области отталкивания. Такие потенциалы используются в качестве простейших моделей систем с направленными связями типа воды, кремнезема и др.

Проведено компьютерное моделирование структурных и динамических свойств системы коллапсирующих сфер. Впервые для однокомпонентных систем с изотропными потенциалами обнаружено стеклование при квазиравновесном охлаждении, сопровождающееся рекордно большими отклонениями температурных зависимостей транспортных коэффициентов от закона Аррениуса. Найденная зависимость температуры стеклования от плотности имеет аномальный немонотонный характер, что объясняется квазибинарным поведением системы. Полученные результаты дают вклад в развитие общей теории стеклования, которая является фундаментальной основой для технологий изготовления аморфных сплавов и композитных нанокристаллических материалов с заданными свойствами.

Прикрепленный файлРазмер
Ryltsev_Full_Description.pdf497.73 кб
Ryltsev_Full_Presentation.pdf3.17 Мб
Ryltsev_Short_Presentation.pdf363.94 кб

Моделирование свитковых волн электрического возбуждения в сердце

С.Ф.Правдин (1,2), А.В.Панфилов (3)

(1) Институт математики и механики УрО РАН, Екатеринбург, РОССИЯ
(2) Уральский федеральный университет, Екатеринбург, РОССИЯ
(3) Universiteit Gent, BELGIE

Основные научные цели исследования:

Изучить динамику трёхмерных свитковых волн электрического возбуждения в миокарде левого желудочка сердца, характерных для пароксизмальной тахикардии, в зависимости от толщины сердечной стенки, степени анизотропии миокарда, трансмурального угла вращения волокон и направления вращения волны. Выяснить условия распада волны (break-up), соответствующего переходу тахикардии в фибрилляцию желудочков.

В расчетах используется реалистичная ионная модель электрофизиологии кардиомиоцита "TNNP".