Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка высокопроизводительного программного комплекса для квантово-механических расчетов и моделирования наноразмерных атомно-молекулярных систем и комплексов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.524.11.4005
Организация
Университет ИТМО
Руководитель работ
Васильев Владимир Николаевич

Создание программного комплекса (ПК) прикладных алгоритмов, программ и математических моделей для квантово-механических расчетов и компьютерного моделирования наноразмерных атомно-молекулярных систем, наноструктур и наноматериалов на основе реализации нового комплексного подхода к компьютерному моделированию наносистем, синтезирующего усилия специалистов в области нанотехнологий, математики и программирования, и предназначенного для работы с высокопроизводительными суперЭВМ с параллельной архитектурой.

Этапы проекта

1
10.11.2008 - 08.12.2008
В ходе работ, выполненных на этапе № 1, была разработана и согласована с Заказчиком "Комплектностиь технической документации, разрабатываемой в рамках государственного контракта". Исполнителями выполнено Построение метаописания предметной области: онтологии данных, знаний и вычислительных процедур применительно к специфике проекта; проведены Анализ последних отечественных и зарубежных моделей и теорий в области наносистем и Анализ применяемых в мировой практике вычислительных методов, параллельных алгоритмов и программных решений применительно к специфике проекта. Исполнителем в ходе работы были уточнены методы решения задачи. Разработано общее описание алгоритма функционирования ПК и структура входных и выходных данных. Исполнителем были определены формы представления входных и выходных данных и разработана структура программы, а также выбраны и обоснованы состав и требуемые характеристики технических средств. Патентные исследования проведены в соответствии с ГОСТ 15.011-96. Мероприятия по достижению технико-экономических показателей реализованы в соответствии с п. 5.2 Технического задания. По итогам этапа № 1 составлен промежуточный научно-технический отчет.
Развернуть
2
01.01.2009 - 31.05.2009
Разработана техническая документация в соответствии с согласованной с Заказчиком "Комплектностью технической документации, разрабатываемой в рамках государственного контракта". Исполнителями выполнено проектирование и разработка репозитория прикладных сервисов; проведена разработка сервисных интерфейсов и вспомогательных инструментальных средств для встраивания вычислительных компонентов. Исполнителем в ходе работы были адаптированы существующие вычислительные программы как сервисы программного комплекса (по направлениям). Исполнителем осуществлено проектирование и разработка управляющей оболочки; проведены работы по программированию и отладке программных компонент программного комплекса. Исполнителем на данном этапе разработана программа и методика предварительных испытаний программного комплекса.
Развернуть
3
01.06.2009 - 31.10.2009
Проведены предварительные испытания. По результатам предварительных испытаний откорректирована техническая документация. Разработаны и согласованы с Заказчиком Программа и методики государственных приемочных испытаний. Выполнено развертывание компонентов системы на экспериментальном стенде (кластер СПбГУ ИТМО), а также сформирована информационная база системы, необходимой для обеспечения ее работы (формирование базы знаний, интеграция данных, сценарии и пр.). Осуществлено развертывание компонентов ПК на тестовом полигоне (кластера СПбГУ ИТМО – ННГУ – ЮФУ, объединенных высокоскоростной сетью). Проведены государственные приемочные испытания, по результатам которых откорректирована программная документация.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.4 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области информационно-телекоммуникационных систем
Проведение поисковых научно-исследовательских работ в области тех-нических наук: 1. Обоснование подходов, методов и технологий спряжения высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS с вычислительной инфраструктурой системы СКИФ-Грид; 2. Обоснование подходов, методов и технологий спряжения высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS с вычислительной инфраструктурой системы BNB-Грид; 3. Исследование эффективности использования программного комплекса HPC-NASIS и вычислительной инфраструктуры BnB-Грид, и разработка методов управления процессом вычислений; 4. Обоснование возможностей использования технологии CAEBeans для подключения перспективных сервисов в составе высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS; 5. Обоснование подходов, методов и технологий обработки данных высокопроизводительного программного комплекса HPC-NASIS для классификации процессов и явлений в наноразмерных атомно-молекулярных структурах; 6. Обоснование подходов, методов и технологий автоматизированного тестирования и оценки надежности перспективных программных сервисов, инкорпорируемых в состав высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS; 7. Проведение высокоточных расчетов электронной структуры нанотрубок с учетом эффектов электронных корреляций с использованием высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS; 8. Обоснование подходов и методов интеграции внешних проблемно-ориентированных вычислительных модулей в высокопроизводительный программный комплекс для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS; 9. Проведение первопринципных расчетов термодинамических и структурных свойств сильновзаимодействующих квантовых кулоновских систем с использованием высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS; 10. Проведение первопринципных расчетов энергетического спектра атомов, молекул и атомно-молекулярных кластеров с использованием высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS
Продолжительность работ
2009, 3 мес.
Бюджетные средства
2,2 млн
Организация
Университет ИТМО
профинансировано
Проведение поисковых научно-исследовательских работ в области естественных наук: 1. Сверхплотная запись информации в высокомолекулярных системах; 2. Исследование взаимодействия лазерного излучения фемтосекундной длительности с материалами группы алюмооксидных керамик и молибденовых стекол; 3. Исследование возможности использования нанопористых гранулярных пленок на основе твердых растворов CdSe-CdS для систем терагерцовой оптики; 4. Исследование процессов параметрического взаимодействия волн при преобразовании излучения фемтосекундной длительности в нелинейных кристаллах, в том числе и фотонных; 5. Исследование процессов параметрического взаимодействия волн при преобразовании излучения фемтосекундной длительности в нелинейных кристаллах с доменными структурами и оптических волноводах на их основе; 6. Предельно короткие импульсы в материалах с сложным электронным спектром; 7. Импульсная терагерцовая рефлектометрическая томография термобарьерных покрытий турбинных лопаток газотурбинных двигателей; 8. Обоснование методов и подходов интеграции внешних проблемно-ориентированных внешних модулей в высокопроизводительноый программный комплекс для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS; 9. Проведение квантовомеханических расчетов характеристик атомов, молекул и атомно-молекулярных кластеров с использованием высокопроизводительного программного комплекса для моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур HPC-NASIS; 10. Генерация электромагнитного излучения при фокусировке разночастотных фемтосекундных лазерных импульсов в газовые и конденсированные среды
Продолжительность работ
2009, 3 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
Университет ИТМО
профинансировано
Тема
Разработка высокопроизводительного программного комплекса для квантово-механических расчетов и моделирования наноразмерных атомно-молекулярных систем и комплексов.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 12 мес.
Бюджетные средства
140 млн
Количество заявок
3
Тема
Создание функционирующего в режиме удалённого доступа интерактивного учебно-научного комплекса для выполнения работ в области моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур, наноматериалов, процессов и устройств на их основе, в распределенной вычислительной среде.
Продолжительность работ
2010 - 2011, 12 мес.
Бюджетные средства
18 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание функционирующего в режиме удаленного доступа интерактивного учебно-научного комплекса для выполнения работ по моделированию процессов газофазного синтеза наноразмерных структур и наноматериалов в проблемно-ориентированной среде высокопроизводительных вычислений.
Продолжительность работ
2010 - 2011, 12 мес.
Бюджетные средства
26 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка импортозамещающего программного комплекса для параллельных вычислений по математическому моделированию технологических процессов металлообработки (штамповки, литья и термообработки).
Продолжительность работ
2012 - 2013, 16 мес.
Бюджетные средства
50 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание программно-вычислительного комплекса для компьютерного моделирования наноструктурных сорбентов и процессов адсорбции
Продолжительность работ
2014 - 2016, 26 мес.
Бюджетные средства
48,6 млн
Количество заявок
8