Аннотация:

Проведено численное исследование двух математических моделей физических процессов, описываемых начально-краевыми задачами для систем нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, объединенных необходимостью массовых расчетов в широком диапазоне параметров модели для поиска условий адекватного воспроизведения наблюдаемых в экспериментах динамических характеристик изучаемых явлений. Первая модель – поляронная модель формирования состояний гидратированного электрона. Вторая – модель прохождения газоконденсатных смесей сквозь пористую среду, включая режим стабилизации и режим истощения.

Для каждой модели сформулирована математическая постановка задачи, представлены разработанные вычислительные схемы и комплексы программ с применением технологии параллельного программирования MPI. Результаты численного моделирования сопоставляются с экспериментальными данными. Результаты тестовых расчетов подтверждают эффект параллельной реализации.

Показано, что в рамках рассмотренных подходов удается адекватно воспроизвести результаты экспериментов по формированию фотовозбужденных электронов в воде под действием лазерного облучения и по прохождению многокомпонентной углеводородной газоконденсатной смеси через пористую среду в режиме стабилизации и в режиме истощения.

Программные модули, реализующие применительно к рассматриваемым задачам параллельные версии алгоритма разбиений и метода Рунге-Кутты, оформлены в виде отдельных функций и доступны через электронную библиотеку JINRLIB для свободного доступа в рамках других приложений.