BizSolutions

Λεμπέσης Νικόλαος

 

 

Περίληψη:

    Η προτεινόμενη έρευνα αντιμετωπίζει την πρόκληση  της πρόρρησης των ιδιοτήτων των γυαλιών αναπτύσσοντας και εφαρμόζοντας μια νέα μεθοδολογία για την προσομοίωση της φυσικής γήρανσης και της πλαστικής παραμόρφωσης.  Η χρονική εξέλιξη  του υαλώδους υλικού αναλύεται ως μια διαδοχή μεταβάσεων μεταξύ λεκανών χαμηλής ενέργειας στο χώρο απεικονίσεων. Σταθερές ρυθμού για τις μεταβάσεις προσδιορίζονται ατομιστικά με θεωρία μεταβατικών καταστάσεων και η διαδοχή τους παρακολουθείται ως μια στοχαστική ανέλιξη Poisson. Η μεθοδολογία θα εφαρμοσθεί στο υαλώδες ατακτικό πολυστυρένιο και θα επαληθευθεί με σύγκριση προς πειραματικές μετρήσεις.

Μελέτη προβλήματος αδροποίησης ενός δικτύου καταστάσεων (lumping).
     Oλοκληρώθηκε ο αλγόριθμος για την ανεύρεση ενός μαθηματικού μετασχηματισμού, ικανού να απλοποιήσει την υπολογιστική πρόρρηση της δυναμικής συμπεριφοράς συστημάτων που εξελίσσονται μέσω μιας διαδοχής μεταβάσεων με κινητική πρώτης τάξεως σε ένα δίκτυο διακριτών καταστάσεων, δίχως όμως να προκαλεί σημαντική απώλεια στο περιεχόμενο πληροφορίας που διαθέτουμε για το πλήρες σύστημα.

Μελέτη για την εξαγωγή μιας εναλλακτικής μεθόδου απεικονίσεως του πεδίου δυναμικής ενέργειας, με σκοπό την επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων του ορισμού των μεταλεκανών και του lumping καθώς και την παρατήρηση της χρονικής εξέλιξης ενός συστήματος στην υπερεπιφάνεια δυναμικής ενέργειας..
     Παράλληλα με την μελέτη του προβλήματος αδροποιήσεως ενός δικτύου καταστάσεων, προχωρήσαμε στην ανάπτυξη μιας εναλλακτικής μεθόδου απεικόνισης των αδροποιημένων ειδών (lumped species), η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί, αφενός ως ένας αυτοσυνεπής τρόπος ελέγχου της μεθόδου του lumping και αφετέρου ως τρόπος εξαγωγής νέων πληροφοριών για το σύστημα. Ο αλγόριθμος αυτός προσφέρει μία πρώτη καλή εκτίμηση για τον αλγόριθμο του lumping, ενώ ταυτόχρονα αναπαριστά γραφικά την δυναμική εξέλιξη στο χρόνο ενός συστήματος κινούμενο στην υπερεπιφάνειας της δυναμικής ενέργειας.

Μελέτη με σκοπό την εξερεύνηση μεγαλύτερου μέρους του τοπίου δυναμικής ενέργειας, με σκοπό την ανάλυση των τροχιών μοριακής δυναμικής για τη διαπίστωση φαινομένων “διάνοιξης κλωβού” (cage-breaking events).
     Πιο αναλυτικά, ως φαινόμενο “cage-breaking” μπορούμε να θεωρήσουμε την αλλαγή μεγάλου μέρους των πρώτων γειτόνων ενός υπό μελέτη σωματιδίου, κατά την διάρκεια μίας μεταβάσεως στο τοπίο της δυναμικής ενέργειας. Αναπτύχθηκε μεθοδολογία για την παρατήρηση τέτοιων φαινομένων κατά τις μεταβάσεις μεταξύ καταστάσεων και μετακαταστάσεων στην υπερεπιφάνεια της δυναμικής ενέργειας.

«Εξυγίανση» του πίνακα που περιέχει τις σταθερές των ρυθμών μεταβάσεως από λεκάνη σε λεκάνη και υπολογισμός του μέσου χρόνου παραμονής στην πρώτη μεταλεκάνη για δεδομένη θερμοκρασία
     Παρατηρήθηκε ότι, κατά τη διαδικασία διαγωνοποίησης του τετραγωνικού, πραγματικού, στοχαστικού και συμμετρικού πίνακα των σταθερών του ρυθμού των μεταβάσεων , διαστάσεως , προέκυπταν ετερόσημες ιδιοτιμές και μερικές εξ αυτών εμφάνιζαν μη μηδενικό φανταστικό μέρος. Το γεγονός αυτό δεν είναι αποδεκτό και αποτελεί ένδειξη ότι ο αρχικός πίνακας των σταθερών του ρυθμού μετάβασης περιέχει κάποιες καταστάσεις που προκαλούν αστάθεια στον υπολογισμό των ιδιοτιμών. Για τον εντοπισμό και τελικά την αφαίρεση των «προβληματικών» αυτών καταστάσεων εφαρμόστηκαν δύο διαφορετικές μεθοδολογίες, η συναλήθευση των οποίων οδήγησε τελικά σε έναν πίνακα σταθερών ρυθμού που πληροί τις παραπάνω απαιτήσεις. Με δεδομένο τον νέο πίνακα των σταθερών του ρυθμού μεταβάσεως, διαστάσεως , υπολογίστηκε ο μέσος χρόνος παραμονής στην πρώτη, από τις συνολικά τέσσερις μεταλεκάνες, για δεδομένη θερμοκρασία .

 

Παραλληλοποίηση και βελτιστοποίηση κώδικα Μοριακής Προσομοίωσης για την μελέτη αφενός της δυναμικής υαλωδών συστημάτων και αφετέρου του φαινομένου μηχανικής παραμόρφωσης υαλώδους ατακτικού πολυστυρενίου σε μεγάλες κλίμακες χρόνου.
     Η προσπάθεια αυτή εντοπίζεται στην κατανομή του υπολογιστικού φορτίου ενός κώδικα βασισμένου στο κινητικό Monte Carlo, ώστε να εξερευνά ένα διαρκώς διερυνόμενο δίκτυο απαρτιζόμενο από ελάχιστα δυναμικής ενέργειας και σαγματικά σημεία μεταξύ αυτών. Η παραλληλοποίηση του εν λόγω κώδικα αφορά στον παράλληλο υπολογισμό της δυναμικής ενέργειας του συστήματος και των δυνάμεων που δρούν σε αυτό (παράγωγοι δυναμικής ενέργειας ως προς τις χωρικές συντεταγμένες), στον υπολογισμό της Εσσιανής μήτρας του συστήματος και στην συνακόλουθη διαγωνοποίησή του, καθώς και στην διαδίκασία ελαχιστοποίησης της δυναμικής ενέργειας για τον καθορισμό των ελαχίστων δυναμικής ενέργειας στην υπερέπιφάνεια του πεδίου δυναμικής ενέργειας. Η δυσκολία του όλου εγχειρήματος έγκειται στο να εξασφαλιστεί η σωστή επικοινωνία μεταξύ των διαφορετικών επεξεργαστών δίχως όμως ο χρόνος που απαιτείται για αυτήν να καθιστά την διαδικασία παραλληλοποίησης χρονικά ασύμφορη και απαγορευτική.

    Μέχρι τώρα έχει πραγματοποιηθεί 2 παρουσίασεις σε διεθνή συνέδρια Β’ εξάμηνο του 2012, 2 δημοσιεύσεις και  εναμένονται 1 ή 2 επιπλεόν δημοσιεύσεις.

 

 

Α/Α	Τίτλος Παραδοτέου	Είδος παραδοτέου	Αρχεία
01	Lumping analysis for the prediction of long-time dynamics: From monomolecular reaction systems to inherent structure dynamics of glassy materials	Δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά
02	Energy Landscape-Based Study of Atomic Displacements in Glass Forming Materials	Ανακοινώσεις σε συνέδρια
03	Tracking the dynamics of systems evolving through infrequent transitions in a network of discrete states	Ανακοινώσεις σε συνέδρια
04	Energy landscape analysis of atomic and polymer glasses	Ανακοινώσεις σε συνέδρια
05	Temporal disconnectivity of the energy landscape in glassy systems	Δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά
06	Tracking a glassy polymer on its energy landscape in the course of elastic deformation	Δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά
07	ΜΟΡΙΑΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΥΑΛΩΔΩΝ ΥΛΙΚΩΝ	Διδακτορική Διατριβή