УДК 519.6
ВИСОКОПРОДУКТИВНІ СУПЕРКОМП’ЮТЕРНІ ТЕХНОЛОГІЇ
МОДЕЛЮВАННЯ
ТА ІДЕНТИФІКАЦІЇ СКЛАДНИХ НАНОПОРИСТИХ КІБЕРСИСТЕМ
ЗІ ЗВОРОТНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ ДЛЯ n - КОМПОНЕНТНОЇ КОМПЕТИТИВНОЇ АДСОРБЦІЇ
Анотація. Розроблено високопродуктивні суперкомп’ютерні технології обчис-лень для моделювання та ідентифікації параметрів
складних процесів n-компо-нентної компетитивної адсорбції в нанопористих кіберсистемах зі зворотними зв’язками.
Запропоновано ефективне розпаралелювання векторних складових розв’язку моделі з використанням перетворення
Лапласа та операційного мето-ду Гевісайда з декомпозицією нелінійної системи з умовами адсорбційної рівноваги типу Ленґмюра.
Наведено результати числових експериментів на основі паралельних обчислень з використанням багатоядерних комп’ютерів.
Ключові слова: високопродуктивні паралельні обчислення, нанопористі кіберсистеми зі зворотними зв’язками,
компетитивна адсорбція газів, функція адсорбційної рівноваги Ленґмюра, інтегральне перетворення Лапла-са, операційний метод Гевісайда.
ПОВНИЙ ТЕКСТ
Петрик Михайло Романович,
доктор фіз.-мат. наук, професор, завідувач кафедри Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя,
mykhaylo_petryk@tntu.edu.ua
Бойко Ігор Володимирович,
кандидат фіз.-мат. наук, доцент, доцент кафедри Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя,
boyko.i.theory@gmail.com
Хіміч Олександр Миколайович,
чл.-кор. НАН України, доктор фіз.-мат. наук, професор, заступник директора Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, Київ,
khimich505@gmail.com
Петрик Марія Михайлівна,
аспірантка Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя,
mashapetryk@gmail.com
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
- Puertolas B., Navarro M.V., Lopez J.M., Murillo R., Mastral A.M., Garcia T. Modelling the heat and mass transfers of propane onto a ZSM-5 zeolite. Separation and Purification Technology. 2012. Vol. 86. P. 127–136. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.10.036.
- Kanellopoulos N.K. Nanoporous materials: advanced techniques for characterization, modeling, and processing. London: CRC Press, 2011. 564 p.
- Hammond K.D., Conner W.C. Chapter one – analysis of catalyst surface structure by physical sorption. Advances in Catalysis. 2013. Vol. 56. P. 1–101. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-420173-6.00001-2.
- Krger J., Ruthven D., Theodorou D. Diffusion in nanoporous materials. Hoboken: John Wiley & Sons, 2012. 902 p.
- Krisnha R., Van Baten J.M. Investigating the non-idealities in adsorption of CO2-bearing mixtures in cation-exchanged zeolites. Separation and Purification Technology. 2018. Vol. 206. P. 208–217. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.06.009.
- Lecler S., Petryk M., Canet D., Fraissard J. Competitive diffusion of gases in a zeolite using proton NMR and slice selection procedure. Catalysis Today. 2012. Vol. 187, N 1. P. 104–107. https:// doi.org/10.1016/j.cattod.2011.09.007.
- Petryk М., Leclerc S., Canet D., Fraissard J. Modeling of gas transport in a microporous solid using a slice selection procedure: Application to the diffusion of benzene in ZSM5. Catalysis Today. 2008. Vol. 139, N 3. P. 234–240. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2008.05.034.
- Petryk M., Leclerc S., Canet D., Sergienko I.V., Deineka V.S., Fraissard J. Competitive diffusion of gases in a zeolite bed: NMR and slice procedure, modelling and identification of parameters. J. Phys. Chem. C. 2015. Vol. 119, N 47. P. 26519–26525. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b07974.
- Sergienko I.V., Petryk M.R., Leclerk S., Fraissard J. Highly efficient methods of the identification of competitive diffusion parameters in heterogeneous media of nanoporous particles. Cybernetics and Systems Analysis. 2015. Vol. 51, N 4. P. 529–546. https:/doi.org/10.1007/s10559-015-9744-7.
- Petryk M.R., Boyko I.V., Khimich O.M., Petryk M.M. High-performance supercomputer technologies of simulation of nanoporous feedback systems for adsorption gas purification. Cybernetics and Systems Analysis. 2020. Vol. 56, N 5. P. 835–847. https://doi.org/10.1007/ s10559-020-00304-y.
- Petryk M., Ivanchov M., Leclerc S., Canet D., Fraissard J. Competitive adsorption and diffusion of gases in a microporous solid. Zeolites — New Challenges. Margeta K., Farkas A. (Eds.). London: IntecOpen, 2019. P. 1–23. https:/doi.org/10.5772/intechopen.77482.
- Xіміч О.М., Петрик М.Р., Михалик Д. М., Бойко І.В., Попов О.В., Сидорук В.А. Методи математичного моделювання та ідентифікації складних процесів і систем на основі високопродуктивних обчислень. Київ: Вид-во НАН України, 2019. 190 с.
- Petryk M., Khimich A., Petryk M.M., Fraissard J. Experimental and computer simulation studies of dehydration on microporous adsorbent of natural gas used as motor fuel. Fuel. 2019. Vol. 239. P. 1324–1330. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.10.134.
- Мykhalyk D., Petryk M., Petryk M.M., Petryk O., Mudryk I. Mathematical modeling of hydrocarbons adsorption in nanoporous catalyst media using nonlinear Langmuir’s isotherm using activation energy. Proc. 9th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT’2019) (5–7 June 2019, Budejovice, Czech Republic). Budejovice, 2019. P. 72–75.
- Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного. Москва: Наука, 1973. 749 с.
- Nemytskii V.V., Stepanov V.V. Qualitative theory of differential equations (New Edition). New York: Dover Publications, Inc., 1990. 552 p.
- Microsoft Visual Studio C++ documentation. URL: https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/parallel/ parallel-programming-in-visual-cpp?view=vs-2019 [Accessed Nov. 12, 2019].
