Численное исследование процесса гидратации электрона в рамках поляронной модели

Численное исследование процесса гидратации электрона в рамках поляронной модели

В.Д. Лахно¹

А.В. Волохова², Е.В. Земляная², В.С. Рихвицкий², М.В. Башашин²,

И.В. Амирханов², И.В. Пузынин², Т.П. Пузынина²

¹Институт математических проблем биологии — филиал Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Пущино, Россия

²Объединеннный институт ядерных исследований, Лаборатория информационных технологий им. М.Г.Мещерякова, Дубна, Россия

На основе развитого авторами подхода в рамках динамической модели полярона проведено численное исследование процесса гидратации электрона. Показано, что сформулированный подход, описываемый начально-граничной задачей для системы нелинейных дифференциальных уравнений, позволяет воспроизвести экспериментально наблюдаемые характеристики поглощения света гидратированным электроном (рис. 1). Параллельная реализация построенной вычислительной схемы с применением технологии MPI позволила добиться существенного сокращения времени счета при работе на кластере HybriLIT и на суперкомпьютере «Говорун» (рис. 2).

В настоящее время исследования в данном направлении продолжаются с целью оценки влияния кулоновского потенциала и других факторов на процесс формирования состояний гидратированного электрона.

Рис. 1. Динамика поглощения света гидратированным электроном в сравнении с экспериментальными данными, полученными при частоте сканирующего лазера 1.24 эВ.

Рис. 2. Максимально достигаемое на суперкомпьютере «Говорун» ускорение вычислений в параллельном режиме по сравнению с последовательным расчетов в зависимости от количества узлов дискретной сетки по координате.

Публикации:

В.Д. Лахно, И.В. Амирханов, А.В. Волохова, Е.В. Земляная, И.В. Пузынин, Т.П. Пузынина, В.С. Рихвицкий, М.В. Башашин. Динамическая модель полярона для исследования процесса гидратации электрона. ЭЧАЯ, Т.54, вып.5, 2023.

V.D. Lakhno, I.V. Amirkhanov, A.V. Volokhova, E.V.Zemlyanaya, I.V.Puzynin, T.P. Puzynina, V.S. Rikhvitskii, M.V. Bashashin. Dynamic Model of the Polaron for Studying Electron Hydration. Phys. Part. Nuclei 54, 869–883 (2023).

Волохова А.В. Диссертация «Численное исследование наблюдаемых динамических характеристик в моделях гидратации электрона и фильтрации газоконденсатной смеси» по специальности 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ, 2022

Alina Volokhova, Elena Zemlyanaya, Viktor Lakhno, Ilkizar Amirkhanov, Maxim Bashashin, Igor Puzynin, and Taisiya Puzynina, Numerical Simulation of the Formation of Hydrated Electron States. European Physics Journal – Web of Conferences, Vol. 173, 06013 (2018)

E.V. Zemlyanaya, A.V. Volokhova, V.D. Lakhno, M.V. Bashashin, I.V. Amirkhanov, I.V. Puzynin, T.P. Puzynina, and P.Kh. Atanasova. Numerical study of formation of hydrated electron states. AIP Conference Proceedings Vol. 2025, 110008 (2018)