DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v16r227

Параллельная оптимизация метода решения системы уравнений полярона с использованием алгоритма разбиений

Авторы

  • А.В. Волохова
  • Е.В. Земляная
  • В.С. Рихвицкий

Ключевые слова:

гидратированный электрон
модель полярона
конечно-разностные схемы
параллельные алгоритмы
параллельные вычисления
многопроцессорные вычислительные системы

Аннотация

Разработанный ранее метод численного моделирования процесса формирования поляронных состояний в конденсированных средах модифицирован с применением алгоритма разбиений, что обеспечивает существенное ускорение вычислений при расчетах в параллельном режиме на многопроцессорных системах. Программная реализация выполнена на основе технологии параллельного программирования MPI. Проведенные методические расчеты на Центральном информационно-вычислительном комплексе лаборатории информационных технологий Объединенного института ядерных исследований (Дубна) с различным количеством задействованных процессоров при выборе разных параметров вычислительной схемы подтверждают эффективность разработанного подхода для численного решения системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих динамическую модель полярона.


Загрузки

Опубликован

29.05.2015

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Об авторах

А.В. Волохова

Объединенный институт ядерных исследований,
лаборатория информационных технологий
ул. Жолио-Кюри, 6, 141980, Дубна
• младший научный сотрудник

Е.В. Земляная

Объединенный институт ядерных исследований,
лаборатория информационных технологий
ул. Жолио-Кюри, 6, 141980, Дубна
• ведущий научный сотрудник

В.С. Рихвицкий


Библиографические ссылки

  1. V. D. Lakhno, “Dynamical Polaron Theory of the Hydrated Electron,” Chem. Phys. Lett. 437 (4-6), 198-202 (2007).
  2. F. H. Long, H. Lu, and K. B. Eisenthal, “Femtosecond Studies of the Presolvated Electron: An Excited State of the Solvated Electron?,” Phys. Rev. Lett. 64 (12), 1469-1472 (1990).
  3. A. V. Volokhova, E. V. Zemlyanaya, V. D. Lakhno, et al., “Numerical Simulation of the Hydrated Electron Formation,” Vestn. Ross. Univ. Druzhby Narodov, Ser.: Mat. Inform. Fiz., No. 2, 244-247 (2014).
  4. A. V. Volokhova, E. V. Zemlyanaya, V. D. Lakhno, et al., “Numerical Investigation of Photoexcited Polaron States in Water,” Komp’yut. Issled. Modelir. 6 (2), 253-261 (2014).
  5. V. D. Lakhno, A. V. Volokhova, E. V. Zemlyanaya, et al., “Polaron Model of the Formation of Hydrated Electron States,” Poverkhnost No. 1, 82-87 (2015) [J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 9 (1), 75-80 (2015)].
  6. I. S. Berezin and N. P. Zhidkov, Computing Methods (Nauka, Moscow, 1959; Oxford, Pergamon, 1965).
  7. I. V. Amirkhanov, E. V. Zemlyanaya, V. D. Lakhno, et al., “Mathematical Modeling of the Evolution of Polaron States,” Poverkhnost No. 1, 66-70 (2011) [J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 5 (1), 60-64 (2011)].
  8. H. H. Wang, “A Parallel Method for Tridiagonal Equations,” ACM Trans. Math. Softw. 7 (2), 170-183 (1981).
  9. K. A. Barkalov, Methods of Parallel Computing (Lobachevsky Nizhny Novgorod Univ., Nizhny Novgorod, 2011) [in Russian].
  10. A. V. Starchenko, E. A. Danilkin, V. I. Laeva, and S. A. Prokhanov, Practical Course on Parallel Computing Techniques (Mosk. Gos. Univ., Moscow, 2010) [in Russian].
  11. E. A. Hayryan, J. Buša, E. E. Donets, et al., “Numerical Studies of Perturbed Static Solutions Decay in the Coupled System of Yang-Mills-Dilaton Equations with Use of MPI Technology,” Mat. Model. 17 (6), 103-121 (2005).