SCI Библиотека

В статье изучаются процессы образования моделей при взаимодействии молекул очистителя и загрязнителя на примере сероводорода и аспарагина, подчеркивается важность компьютерного моделирования в разработке эффективных методов очистки. Молекулярное взаимодействие между аспарагином и сероводородом исследуется с использованием полуэмпирического метода PM3. Целью работы было выявление в структуре аспарагина активных атомов, с которыми могут взаимодействовать молекулы сероводорода, приводя к формированию соединений с достаточной прочностью. Исследования проводились с использованием квантово-химических вычислений оптимизированных по энергии структур отдельных молекул и их взаимодействий. Поиск минимума полной энергии проводился по всем независимым геометрическим параметрам в процессе полной оптимизации геометрии молекулы. Приведены результаты расчетов основных зарядовых, энергетических и геометрических параметров. Представлена схема активных атомов молекулы аспарагина по отношению к сероводороду, полученная на основе проведенных квантово-химических исследований. Использованные правила позволили среди множества смоделированных адсорбционных комплексов выявить реально существующие. Полученные данные предоставляют новые перспективы для понимания последствий этого взаимодействия в контексте медицинских и экологических исследований.

Проведены исследования электрических свойств островковых пленок. Измерены зависимости удельной дифференциальной проводимости пленок и зависимости удельной дифференциальной емкости пленок от температуры и частоты внешнего электрического поля. Исследования электрофизических свойств пленок позволили установить процессы, которые определяют возникновение отрицательной емкости в островковых пленках. Эти процессы с одной стороны определяются ростом концентрации избыточных носителей заряда в пленке под действием электрического поля, с другой стороны инерционностью изменения тока в пленке относительно внешнего переменного электрического поля. Инерционность изменения тока связана с темпами генерации и рекомбинации концентрации избыточных заряженных островков.

Статья основана на данных онлайн опроса, проведенного среди родителей, имеющих хотя бы одного ребенка в возрасте 10-17 лет. Опрос проводился в восьми регионах страны, реализованная выборка составила 115 115 анкет. Для анализа отобраны наблюдения, в которых указан размер домохозяйства и указаны расходы хотя бы на одну из трат на ребенка - дополнительное образование и медицина. Подвыборка составила 100 397 анкет (87% от всей выборки). В статье показаны факторы, определяющие вероятность более высоких расходов домохозяйств на дополнительное образование и здоровье ребенка, в том числе состав и место проживания домохозяйства и др. Кроме того, было выявлено, что пол ребенка и его возраст являются значимыми факторами для размера расходов домохозяйства по рассматриваемым категориям. Девочки по сравнению с мальчиками зачастую оказываются более включенными в систему дополнительного образования, что влияет на уровень расходов их родителей на эту сферу. В младших возрастах бо́льшие траты на здоровье наблюдаются среди родителей мальчиков, но начиная с 13 лет в расходах на здоровье появляется дисбаланс в пользу девочек. Более высокие траты на здоровье девочек отчасти могут быть объяснены тем, что к 17-летнему возрасту большая доля девочек по сравнению с мальчиками имеет ограничения по здоровью. Кроме того, наблюдается существенная разница в доле мальчиков и девочек, занимающихся спортом (не в пользу последних), что также может быть фактором более высоких расходов на их здоровье.

В статье рассматривается задача планирования работ на многоядерном процессоре с учетом их замедления при совместном выполнении. Предложена постановка задачи и модель частично целочисленного линейного программирования, доказана NP-трудность задачи при числе ядер, ограниченном константой. Результаты планировщика Intel TBB и жадного алгоритма сравниваются с результатами, полученными в соответствии с предложенной моделью с помощью пакета CPLEX. Проведенный эксперимент показал преимущества предложенного подхода по времени завершения всех работ.

ля определения влияния субстрата на оптическую частоту ωLO(Γ) свободного графена рассмотрена задача об адсорбированном на твердотельной подложке димере, состоящим из двух атомов углерода, связанных прямым (кинетическим) t и косвенным tind (через состояния подложки) обменами. Показано, что в случае полупроводниковой подложки результирующее взаимодействие, равно t+|tind|, что приводит к сдвигу частоты ωLO(Γ) на величину ΔωLO(Γ)>0 (красное смещение G-пика рамановского спектра) и относительный сдвиг, δLO(Γ)=ΔωLO(Γ)/ ωLO(Γ)~|tind|/t. Сделанные для подложки 6H-SiC численные оценки δLO(Γ) хорошо согласуются с данными эксперимента. В случае подложки - переходного металла показано, что для металлов с большими эффективными массами d-электронов (элементы конца 3d-ряда), возможна ситуация, когда ΔLO(Γ)<0 (голубое смещение), что реально имеет место для графена, сформированного на Ni(111). Здесь, однако, теоретические оценки |δLO(Γ)| являются заниженными.

Проект создания цифровой платформы Algo500 направлен на решение задачи совместного анализа свойств алгоритмов и особенностей архитектур суперкомпьютеров. В статье на основе методологии онтологического анализа рассматриваются и предлагаются понятия, модели и метамодели данных, обосновываются подходы к описанию некоторых понятий из мира высокопроизводительных вычислений (HPC), устанавливаются новые требования к моделям данных, которые должны обеспечить выполнение задач, поставленных при создании платформы Algo500.

Образцы β-NaGd1-xEuxF4, где 0≤ x≤1, впервые синтезированы гидротермальным методом. Полученные материалы охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, электронной микроскопии, ИК- и КРС-спектроскопии. Впервые во всем интервале концентраций европия проведены исследования спектров люминесценции и спектров возбуждения люминесценции β-NaGd1-xEuxF4. Обнаружено отсутствие полного гашения люминесценции системы β-NaGd1-xEuxF4 и показано, что возбуждение люминесценции данной системы посредством возбуждения ионов донора (Gd3+) приводит к высокому квантовому выходу люминесценции.

Представлен алгоритм численного моделирования квазистатической нагрузки пористого флюидонасыщенного образца для решения задачи апскейлинга трещиновато-пористой флюидонасыщенной среды. В результате апскейлинга восстанавливается анизотропная однородная вязкоупругая эквивалентная среда, определяемая комплекснозначным частотно-зависимым тензором жесткости. Компоненты восстановленного тензора жесткости эквивалентной среды используются для оценки частотно-зависимого сейсмического затухания и фазовой скорости сейсмических волн. Численный апскейлинг включает в себя численное решение краевой задачи для системы уравнений Био анизотропной пороупругой флюидонасыщенной среды в частотной области для набора частот и различных граничных условий. Численное решение системы уравнений Био основано на конечно-разностной аппроксимации уравнений в квазистатической постановке и проводится с использованием прямого решателя результирующей СЛАУ. Используемый прямой решатель позволяет эффективно решать СЛАУ для набора правых частей, что необходимо при численном апскейлинге. Представленная реализация алгоритма позволяет численно решать двумерную задачу апскейлинга на расчетной сетке с размерами до 2000 × 2000 узлов на персональном компьютере, что обеспечивает возможность восстанавливать эквивалентную вязкоупругую модель для детализированных репрезентативных образцов трещиновато-пористой среды. Для демонстрации применимости алгоритма выполнено несколько наборов численных экспериментов, направленных на выявление влияния связности трещин и микромасштабной анизотропии пороупругого материала внутри трещин на затухание, вызванное индуцированными волной потоками флюидов, и дисперсию сейсмической волны в сложной трещиновато-пористой флюидонасыщенной среде.

Рассматривается задача параллельной реализации алгоритма определения сейсмического источника внутри случайно-неоднородной среды. Алгоритм определения исходной позиции источника использует данные записанных сейсмограмм на свободной поверхности и информацию о статистических свойствах случайной среды. Предложенный подход требует решения большого количества задач динамической теории упругости для различных статистически эквивалентных скоростных моделей, идентифицированных по статистическим параметрам исходной среды. Это наиболее трудоемкая часть алгоритма решения. Чтобы ускорить расчеты, используется двухуровневая стратегия распараллеливания с помощью создания групп, каждая из которых решает свою задачу динамической теории упругости с декомпозицией расчетной области внутри группы. Реализация программы выполнена с использованием Fortran Coarray. Также приводится сравнение используемых конструкций расширения Fortran Coarray с функциями MPI.

Получены трехкомпонентные электродные материалы на основе композита полианилина с многостенными углеродными нанотрубками и технического углерода, перспективные для электродов суперконденсаторов. Предложенный в работе метод позволяет достичь равномерного распределения полианилина по поверхности частиц технического углерода в виде слоев толщиной ~ 5 nm, что обеспечивает высокую пористость и удельную площадь поверхности. Показано, что наличие технического углерода в составе материала приводит к снижению степени дефектности структуры полимера. С ростом доли технического углерода повышаются электрохимические характеристики электродных материалов: скоростная способность электродов (до 81%) и их циклическая стабильность (92%) по сравнению с композитом, не содержащим технический углерод (25 и 78%, соответственно).