ИСТИНА

Разработка физико-химических моделей и их программной реализации, позволяющей проводить компьютерное моделирование наноструктурированных элементов и функциональных слоев на их основе, предназначенных для использования в гибридных и органических солнечных батареях.

Был разработан ЭО КПС компьютерного молекулярного моделирования наноструктурированных элементов и функциональных слоев на их основе, предназначенных для использования в гибридных и органических солнечных батареях. Использованный для описания физико-химической модели активного функционального слоя генетический алгоритм глобальной оптимизации показал свою эффективность как при поиске наиболее оптимальной структуры элементарной ячейки, так и при применении параллельный технологий программирования для параллельной реализации ЭО КПС. Силовое поле MMFF94, примененное для расчета потенциальной энергии построенного слоя, хорошо воспроизводит свойства смоделированных кристаллических структур по сравнению с экспериментальными данными. Анализ и подбор параметров генетического алгоритма позволил выработать оптимальную комбинацию параметров, приводящую к устойчивому обнаружению минимуа энергии в расчете на кристаллическую ячейку, содержащую мономер размером до нескольких десятков атомов углерода и имеющий до 10-15 внутренних торсионных степеней свободы. Разработанный алгоритм может применяться также в случае, когда элементарная ячейка кристалла содержит более одного мономера. Разработанный ЭО КПС позволяет также моделировать физико-химические свойства созданных слоев, например, плотность. Благодаря применению методов параллельного программирования OpenMP и MPI удалось добиться высокой эффективности работы параллельной версии ЭО КПС на суперкомпьютерах экзафлопсного диапазона, таких как «Чебышев» и «Ломоносов». Проведенные экспериментальные исследования работы ЭО КПС на 30000 ядер показали, что насыщение ускорения работы программы не происходит, а теоретическая оценка, проведенная для 10000000 ядер показала, что может быть достигнута эффективность работы программы в 50%.