- Разработан многоточечный проекционный метод вычисления интеграла столкновений для смесей газов с произвольным отношением молекулярных масс.
- Разработаны вычислительные алгоритмы, значительно повышающие эффективность программного солвера вычисления интеграла столкновений на основе применении современных компьютерных технологий потоковой обработки в режиме SIMD (SSE, SSE2) и многомерных сеток Коробова с большим числом кубатурных узлов.
- Разработан метод решения уравнения адвекции на основе разностных схем различного порядка точности на тетраэдрических сетках адаптирующийся к произвольной геометрии устройства.
- Созданы эффективные вычислительные методы и параллельные алгоритмы с высокой степенью масштабируемости численного решения уравнения адвекции для кластерных вычислительных систем и дана их программная реализация.
- Разработаны проблемно-моделирующие среды численного решения кинетического уравнения Больцмана на различного типа сетках для кластерных вычислительных систем и для графических процессоров общего назначения (GPU-GP).
- На основе разработанных проблемно-моделирующих сред методами вычислительного эксперимента и математического моделирования проведены исследования неравновесных газокинетических процессов тепломассопереноса с числами Кнудсена 0.01<Kn<10 для широкого класса микроустройств.
1. Клосс Ю.Ю., Хохлов Н.И., Шувалов П.В., Шурыгин Б.А., Черемисин Ф.Г. Моделирование и анализ газокинетических процессов в микро– и наноструктурах. – М.: ИздАТ, 2008 – 76 с. – 22 ил.
Статьи в российских и зарубежных журналах из списка ВАК
2.Клосс Ю.Ю., Хохлов Н.И., Черемисин Ф.Г., Шурыгин Б.А. Проблемно-моделирующая среда для исследования течений газа в микро- и наноструктурах на основе решения уравнение Больцмана // Атомная энергия – М., 2008. – Т.105, – № 4, – С. 211-217.
3.Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Шувалов П.В. Решение уравнения Больцмана для нестационарных течений с ударными волнами в узких каналах // Журнал вычислительной математики и математической физики – М, 2010. – Т. 50, – № 6, – С. 1148–1158.
4.Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Шувалов П.В. Решение уравнения Больцмана на графических процессорах // Вычислительные методы и программирование. Раздел 1 – М., 2010. – Т.11 – С. 144-152.
5.Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Шувалов П.В. Моделирование распространения ударной волны в микроканале на основе решения уравнения Больцмана // Математическое моделирование – М., 2010. – Т.22, – № 6, – С. 99-110.
6.Клосс Ю.Ю., Рогозин О.А., Черемисин Ф.Г. Компьютерное моделирование многоступенчатого микронасоса Кнудсена в плоской геометрии // Нано- и микросистемная техника – М., 2010. – № 6(119), –С. 24-31.
7.Аникин Ю.А., Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Черемисин Ф.Г.
Компьютерное моделирование и анализ эксперимента Кнудсена 1910 года // Нано- и микросистемная техника – М., 2010. – № 8(121), – С. 6-14.
8.Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Черемисин Ф.Г. Разработка методов компьютерного моделирования и анализа микро насоса Кнудсена // Информационные технологии – М., 2010. – № 10(170), – С. 30-35.
9.Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Рогозин О.А., Рябченков В.В., Шувалов П.В., Черемисин Ф.Г. Проблемно-моделирующая среда для расчетов и анализа газокинетических процессов // Нано- и микросистемная техника – М., 2011. – № 2. – С. 12–17.
10. Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Черемисин Ф.Г. Компьютерное моделирование и анализ технических характеристик термомолекулярных микронасосов // Журнал технической физики – М., 2011. – T. 81, – №7, – С. 141 - 149.
11. Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Черемисин Ф.Г. Проблемно-моделирующая среда для решения кинетического уравнения Больцмана на тетраэдрических сетках. // Вычислительные методы и программирование – М., 2011, – Т. 12, – № 1, – С. 220-234.
12. Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Рябченков В.В. Система программных модулей для вычисления интеграла столкновений Больцмана // Вычислительные методы и программирование – М., 2011. – Т. 12, № 1, стр. 44-51.
13. Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Шувалов П.В. Разработка программного солвера для решения задач динамики разреженного газа в кластерной архитектуре // Вестник компьютерных и информационных технологий – М., 2011. – №5, – С. 21-26.
14. Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Шувалов П.В. Взаимодействие ударной волны с пограничным слоем в узком канале // Математическое моделирование – М., 2011. – Т. 23, – № 4, – С. 131–140.
15. Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Черемисин Ф.Г. Численный метод анализа свойств микронасосов Кнудсена // Вычислительные методы и программирование – М., 2011. – Т.12, – №1, – С. 20-31.
16. Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Черемисин Ф.Г. Компьютерное моделирование и анализ насоса Холвека в переходном режиме // Журнал технической физики – М., 2012. – Т. 82, – № 4, – С. 25-30.
17. Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В. Решение кинетического уравнения Больцмана с помощью тетраэдрических сеток на кластерной архитектуре // Вычислительные методы и программирование – М., 2012, – Т.13, – С. 90-96.
18. Anikin Yu., Dodulad O. I., Kloss Yu., Martynov D. V., Shuvalov P. V., Tcheremissine F. G. Development of applied software for analysis of gas flows in vacuum devices // Vacuum – ELSEVIER, 2012. – V. 86, – I. 11, – P. 1770-1777.
Другие работы
19. Клосс Ю.Ю., Хохлов Н.И., Черемисин Ф.Г., Шурыгин Б.А. Разработка численных схем решения кинетического уравнения в кластерных средах на основе технологии MPI // Информационные процессы – М., 2007. – Т.7, – № 4, – С. 425–431.
20. Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г. Падение ударной волны на плоскую преграду, содержащую микрощели // Физико-химическая кинетика в газовой динамике – М., 2010. – Т. 10, – С. 1-18.
21. Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г. Расчеты структуры ударной волны в смеси газов на основе решения уравнения Больцмана // Физико-химическая кинетика в газовой динамике – М., 2013. – Т. 14, –С. 1-17.
22. Гришина В.Г., Клосс Ю.Ю., Сакмаров А.В., Хохлов Н.И., Черемисин Ф.Г. Реализация консервативной схемы первого порядка в распределенной вычислительной среде на основе стандарта MPI // Материалы VI Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ-2006), 26 июня – 1 июля 2006, Санкт-Петербург. – М.:Вузовская книга, 2006., – С. 146-149.
23. Khokhlov N. I., Kloss Y. Y., Shurygin B. A., Tcheremissine F. G. Application of MPI technology for solving the Boltzmann equation // in: 20-th International Conference on Transport Theory, Book of Abstracts, Obninsk. – М., 2007, – Р. 189.
24. Khoklov N.I., Kloss Yu.Yu., Shurigin B.A., Tcheremissine F.G. Simulation of the temperature driven micro pump by solving the Boltzmann equation // In: 26-th Intern. Symp. on Rarefied Gas Dynamics, – Kyoto University, Japan 2008, – Р. 1039-1044.
25. Гришина В.Г., Клосс Ю.Ю., Федотов В.Ю., Черемисин Ф.Г. Компьютерная оптимизация параметров форвакуумного микронасоса // Материалы XVI Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам, (ВМСППС”2009), – Алушта, 2009, – С.242-244.
26. Kloss Yu.Yu., Shuvalov P.V., Tcheremissine F.G. Numerical simulation of shock waves propogation in micro channels // Book of Proceedings of 27 Intern. Symp. on Shock Waves (ISSW27), – St . Petersburg, Russia, 2009, – Р.363.
27. Kloss Yu.Yu., Shuvalov P.V., Tcheremissine F.G. Solving Boltzmann
equation on GPU // Procedia Computer Science ICCS 2010, ISSN 1877-0509, DOI: 10.1016/j.procs.2010.04.120, 2010, – V. 1, – I. 1, – P. 1077–1085.
28. Anikin Yu.A., Derbakova E.P., Dodulad O.I., Kloss Yu.Yu., Martynov D.V., Rogozin O.A., Shuvalov P.V., Tcheremissine F.G. Computing of gas flows in micro- and nanoscale channels on the base of the Boltzmann Kinetic equation // Procedia Computer Science ICCS 2010, ISSN 1877-0509, DOI: 10.1016/j.procs.2010.04.079, 2010, – V. 1, – I. 1, – P. 735-744.
29. Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Сакмаров А.В., Федотов В.Ю., Шувалов П.В. Изучение структуры ударных волн и скорости их затухания в узких каналах в разреженном газе // Материалы VIII международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ´2010), – Алушта, 2010., – С. 269-271.
30. Kloss Yu.Yu., Kolyadko G.S., Shuvalov P.V., Tcheremissine F.G. Shock wave - Boundary Layer Interaction inside a Micro Channel // Proceedings of 19th International Shock Interaction Symposium. – Moscow, Russia, August 31 – September 3. – 2010. – CD. –Р. 1-4.
31. Grishina V.G., Dodulad O.I., Kloss Yu.Yu., Tcheremissine F.G. Interaction between a Shock wave and a Grid Barrier in the Transitional Gas Flow Regime // Proceedings of 19th International Shock Interaction Symposium. – Moscow, Russia, August 31 – September 3. – 2010. – CD. –Р. 1-4.
32. Денисенко А.Н., Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Сазыкина Т.А., Федотов В.Ю. Расчеты структуры ударной волны в газе // Материалы XVII международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС’2011), –Алушта, 2011, – С. 535-537.
33. Dodulad O.I., Kloss Yu.Yu., Martynov D.V., Rogozin O.A., Shuvalov P.V., Tcheremissine F.G. VISUALIZATION OF RAREFIED GAS FLOWS, // PROCEEDINGS The 8th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing, – Moscow, Russia, August 21st-25th. – 2011. – CD. – P. 1-3.
34. Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Сакмаров А.В., Татауров А.Л., Остапов Е.Л. Моделирование течений смеси газов под действием градиента температур // Материалы IX международной по неравновесным процессам в соплах и струях. (NPNJ’2012), – Алушта, 2012, – С. 215-217.
35. AnikinYu.A., Dodulad O.I., KlossYu.Yu., Martynov D.V., Shuvalov P.V, Tcheremissine F.G. Simulation of Gas Flows in Micro Devices by Solving the Boltzmann Kinetic Equation // Nanotech 2012 Conference Proceedings – NSTI-Nanotech 2012, – V. 2, – P. 617-620.
36.Dodulad O. I., Ivanova I. D., Kloss Yu. Yu., Shuvalov P.V., Tchremissine F.G. Study of gas separation in micro devices by solving the Boltzmann equation // 28TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RAREFIED GAS DYNAMICS 2012, – Zaragoza, Spain, 2012, AIP Conference Proceedings. 1501, – P. 816-823
37. Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г. Исследование частоты высокоэнергетических столкновений во фронте ударной волны в смеси газов на основе решения уравнения Больцмана// Труды 27 Академических чтений по космонавтике – М. 2013, – С. 198-200.
38. Anikin Yu. A., Dodulad O. I., Kloss Yu. Yu., Martynov D. V., Shuvalov P. V., Tcheremissine F. G. Numerical modeling of Knudsen´s thermal creep experiment // 1st European Conference on Gas Micro Flows (GasMems 2012), – Greece, 2012, Journal of Physics: Conference Series – 362(2012) 012037, – P. 1-7.
39. Аникин Ю.А., Клосс Ю.Ю., Рогозин О.А., Сазыкина Т.А., Черемисин Ф.Г. Введение в численные методы в динамике разреженного газа: Учебное пособие. – М.: МФТИ, 2011. –80с.
Патенты и свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ
40. Патент 2462615 Российская Федерация МПК F04B 37/06, F04B 19/24. Газовый микронасос / Клосс Ю.Ю., Мартынов Д.В., Черемисин Ф.Е.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО Московский физико-технический институт (государственный университет). – № 2011115343/06; заявл. 19.04.11; опубл. 27.09.12, Бюл. № 27. -16 с.: ил.
41.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010613639 Российская Федерация. Программный комплекс для моделирования газокинетических процессов на основе численного решения уравнения Больцмана Rogsolv / Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Рогозин О.А., Дербакова Е.П., Шувалов П.В. – № 2010613639, заявл. 15.04.10; опубл. 02.06.10.
42. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010613640 Российская Федерация. Программный комплекс для визуализации результатов моделирования явлений в разреженном газе BKViewer / Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Хохлов Н.И., Дербакова Е.П., Аникин Ю.А., Рогозин О.А., Шувалов П.В. – № 2010613640, заявл. 15.04.10; опубл. 02.06.10.
43. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613223 Российская Федерация. Программный комплекс для моделирования газокинетических процессов на основе численного решения кинетического обобщенного уравнения Больцмана (kesolver) / Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Мартынов Д.В., Рябченков В.В. – № 2011613223, заявл. 01.03.11; опубл. 25.04.11.
44. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011614291 Российская Федерация. Программа для вычисления интеграла столкновений / Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Додулад О.И., Рябченков В.В. – № 2011614291, заявл. 07.04.11; опубл. 31.05.11.
45. Свидетельство о государственной регистрации № 2012616560 Российская Федерация. Проблемно-моделирующая среда MHSF для моделирования и анализа газокинетических процессов в микро- и наноструктурах / Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Додулад О.И., Мартынов Д.В., Иванова И.Д. – № 2012616560, заявл. 22.05.12; опубл. 20.07.12.
46. Свидетельство о государственной регистрации № 2012616146 Российская Федерация. Программный солвер вычисления интеграла столкновений для смеси газов на основе проекционного метода / Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г., Додулад О.И. – № 2012616146, заявл. 15.05.12; опубл. 05.07.12.