Вычислительная лаборатория подземной физико-химической гидро-геомеханики

Научные результаты:

• Разработаны термо-гидро-хемо-механические численные модели течения многокомпонентного многофазного флюида в поро-вязко-упруго-пластической среде.
• Разработаны модели многомасштабного геомеханического моделирования на основе метода спектральных элементов.
• Предложена термо-хемо-гидро-механическая математическая модель для прогнозирования повышения давления в магматическом резервуаре. Модель предсказывает пористую и свободную конвекцию частично закристаллизованной магмы из- за термической и композиционной неоднородностей, а также уплотнение кристаллов из-за разницы плотностей твердой и жидкой фаз.
• Предложена новая модель расширения минералов, вызванного реакцией, которая сохраняет пористость и ограничивает нереально высокое нарастание силы кристаллизации, допуская неупругие процессы разрушения в масштабе пор.
• Разработана гидро-хемо-механическая модель фильтрации порового флюида, учитывающая реакции (де)гидратации в пределе нулевой проницаемости на одной из сторон фронта.
• Модель применена к:
• описанию зон локализации эклогита в Бергенских дугах, Норвегия, где гидратация сухого гранулита сформировала эклогит;
• описанию образования оливиновых жил при дегидратации серпентинита в толще Эрро-Тоббио, Лигурийские Альпы Италии.
• Разработан геомеханический солвер, учитывающий малые и большие деформации в пороупрогопластической среде, основанный на методе конечных элементов с использованием современных параллельных архитектур (CUDA GPU).
• Адаптирован и оптимизирован численный метод, основанный на методе релаксации, для решения сопряженных задач гидро-геомеханики.
• Разработан комплекс программ для проведения равновесных и неравновесных термодинамических расчетов TERMOLAB.
• Разработан и протестирован комплекс программ, предназначенный для численного моделирования локализации деформаций в упругопластической среде при термо-механических взаимодействиях, а также для численного моделирования и анализа явления неизотермического распространения волн пористости в заполненном жидкостью твёрдом реагирующем скелете с использованием современных параллельных архитектур (CUDA GPU) на вычислительном комплексе с использованием сервера HPE ProLiant DL380 Gen10

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Установлен и отлажен вычислительный сервер, который содержит два восьмиядерных процессора и столь же большой объём оперативной памяти, что также позволяет проводить на нём сложные расчёты на центральном процессоре с распараллеливанием с помощью OpenMP. Графические процессоры представлены двумя видеокартами NVidia A100 с объёмом видеопамяти 40 Гб у каждой. Наличие двух видеопроцессоров позволяет проводить расчёты с использованием технологии Multi-GPU (расчёт на нескольких графических процессорах). 

Образование и переподготовка кадров:

Подготовлены к защите диплома и выпущены из специалитета 5 студентов студентов механико-математического факультета МГУ им. Ломоносова, научным руководителем которых на протяжении 3х лет являлся ведущий ученый.

За время обучения студенты проходили стажировки в Университете Лозанны, Швейцария и Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН). Руководителями стажировки являлись ведущий ученый Подладчиков Ю.Ю., а также академик РАН, д.г.м.н., заведующий Лабораторией метаморфизма и метасоматизма имени академика Д.С. Коржинского ИГЕМ РАН, Аранович Л.Я.

Ведущий ученый прочитал 3 курса для студентов и аспирантов механико- математического факультета МГУ им. Ломоносова, а также организовал проведение научного семинара лаборатории. 

Сотрудничество:

Университет Лозанны, Швейцария