Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка методов многомасштабного моделирования и виртуального проектирования наноструктурированных материалов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.11.3014
Организация
ЦФ РАН
Руководитель работ
Алфимов Михаил Владимирович
Продолжительность работ
2008 - 2010, 27 мес.
Бюджетные средства
130 млн
Внебюджетные средства
57 млн

Проведение опытно-конструкторских разработок по созданию комплекса физико-химических моделей и программ, позволяющих исследовать новые явления и процессы нанотехнологий, а также разработка многомасштабной модели для виртуального проектирования оптических хемосенсоров. Теоретическое, технологическое и экспериментальное обоснование работ.

Соисполнители

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Багатурьянц Александр Александрович

Предложения

Производство катализаторов по нанотехнологиям для переработки биоресурсов, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и металлургической отраслей промышленности
Тема
Производство катализаторов по нанотехнологиям для переработки биоресурсов, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и металлургической отраслей промышленности
Входящий номер
5931
Организация
ОАО "ЦНИЛХИ"
Руководитель организации-инициатора
Ефремов Владимир Леонидович
Разработка и создание программного комплекса для многомасштабного моделирования нанотехнологических процессов, материалов и элементов устройств с многомасштабной структурой (нано- микро- макроуровней)
Тема
Разработка и создание программного комплекса для многомасштабного моделирования нанотехнологических процессов, материалов и элементов устройств с многомасштабной структурой (нано- микро- макроуровней)
Входящий номер
6310
Организация
ООО "СИАМС"
Руководитель организации-инициатора
Кадушников Радий Михайлович

Этапы проекта

1
25.08.2008 - 24.10.2008
1. Проведен анализ научно-технической литературы и выбраны основные направления исследований.
2. Разработаны методики проведения исследований в области применения физико-химических и информационных моделей для многомасштабного описания систем, позволяющих моделировать и исследовать структуру и процессы оптических хемосенсоров.
3. Исследованы физические явления в разных пространственных и временных масштабах для описания динамики систем с заданным уровнем точности и достоверности.
4. Проведены экспериментально-теоретические исследования поставленных в комплексном проекте задач по многомасштабному моделированию нанотехнологических процессов и наноструктурированных материалов.
5. Определен список основных создаваемых модулей и их главных характеристик, а также схем увязки их в целый комплекс.
6. Выделены и описаны специальные возможности комплекса, необходимые для конструирования оптических хемосенсоров.
7. Сформулированы требования к форматам входных и выходных данных для всего комплекса и для каждого модуля в отдельности.
8. Определены схемы передачи данных и информации между уровнями (процедуры огрубления рассмотрения при переходе от низшего масштабного уровня к более высокому).
9. Разработаны требования к клиент-серверной архитектуре построения программного комплекса.
Развернуть
2
25.10.2008 - 31.12.2008
Дано экспериментальное и теоретическое обоснование работ и разрабо-тана концептуальная схема использования функциональности комплекса для решения задач проектирования оптических хемосенсоров. Рассмотрены моде-ли рецепторных центров на основе полимерных матриц и силикагеля, на ос-нове макроциклических молекул, на основе краунсодержащих красителей. Рассмотрены методики атомистического моделирования на уровне молекул, супрамолекул и наночастиц. Подробно рассмотрены физические модели опи-сания диффузии и адсорбции, а также процессов самосборки наночастиц. Раз-работаны атомистические и феноменологические (континуальные) модели и дан вывод уравнений, описывающих рассматриваемые системы, физические явления и процессы на разных временных и пространственных масштабах для следующих модулей:
- Конструктор трехмерных структур молекул и комплексов
- Конструктор супрамолекулярных систем
- Конструктор наночастиц
- Конструктор микроструктур (ансамбль наноструктур)
- Модуль расчета физико-химических свойств наночастиц и ансамблей наночастиц
- Модуль расчета оптических характеристик структур
- Модуль моделирования диффузионных и адсорбционных процессов взаимодействия молекулярных газов с мембранными и упорядоченными структурами.
Разработаны и изготовлены блок-схемы отдельных модулей. Разработана архитектура создаваемого комплекса, функционально-структурная модель, и блок-схема всего комплекса. Разработан блок импорта и обмена данными ме-жду компонентами пакета многоуровневого физико-химического моделиро-вания, разработана функционально структурная модель и архитектура комплекса, разработана блок-схема иерархически-структурированной базы данных исследуемых объектов и результатов моделирования. Дано технико-экономического обоснование и подготовлен отчет о патентных исследований по ГОСТ Р 15.011-96.
Развернуть
3
01.01.2009 - 14.10.2009
1. Проведено математическое моделирование и изготовление инструментов, входящих в комплекс, осуществлена программная реализация разрабатываемых модулей:- Конструктор трехмерных структур молекул и комплексов.- Конструктор супрамолекулярных систем.- Конструктор наночастиц.- Конструктор микроструктур (ансамбль наноструктур).- Модуль расчета физико-химических свойств наночастиц и ансамблей наночастиц.- Модуль расчета оптических характеристик структур.- Модуль моделирования диффузионных и адсорбционных процессов взаимодействия молекулярных газов с мембранными и упорядоченными структурами.- Блок импорта и обмена данными между компонентами пакета многоуровневого физико-химического моделирования (включая программы сторонних производителей, которые по желанию могут быть использоваться пользователем).2. Разработана и изготовлена иерархически-структурированная база данных исследуемых объектов и результатов моделирования.3. Разработаны методы и алгоритмы визуализации данных.4. Разработаны наборы тестовых данных для верификации и сравнения с результатами испытаний.5. Разработаны программы и методики испытаний и надежного функционирования макета комплекса в целом и отдельных модулей.6. Проведено испытание макета комплекса в целом и функциональности отдельных модулей на предмет соответствия требуемому уровню, выработаны списки требований на доработку модулей комплекса.7. Выполнена доработка модулей комплекса в соответствии с требованиями.8. Проведены повторные испытания макета комплекса и его надежного функционирования.9. Разработана рабочая техническая документация на макет комплекса.10. Определены синтаксис и семантика языка.11. Проведены дополнительные патентные исследования.
Развернуть
4
15.10.2009 - 31.12.2009
Проведена апробация применения разработанного комплекса для моделирования хемосенсоров.Выполнено программирование и отладка программ.Проведена валидация программного комплекса.Определены требования по доработке модулей программного комплекса.
Развернуть
5
01.01.2010 - 14.10.2010
Разработана ПМ приемочных испытаний программ для ЭВМ и комплекса в целом. Проведены предварительные испытания программ для ЭВМ и комплекса в целом. Проведены расчеты конкретных систем, специально выбранных для модельной разработки материала для оптических хемосенсоров на различные функциональные молекулы (молекул-аналитов, молекул-индикаторов, их комплексов и взаимодействий). Разработана рабочая и эксплуатационная документация на комплекс.
Развернуть
6
15.10.2010 - 30.11.2010
Проведены приемочные испытания программ для ЭВМ и комплекса в целом. Выполнена корректировка программы и программной, рабочей и эксплуатационной документации по результатам испытаний. Произведена передача программ для ЭВМ в фонд алгоритмов и программ. Определена рыночная стоимость интеллектуальной собственности. Проведены дополнительные патентные исследования.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ИПМех РАН
профинансировано
Тема
Разработка методов многомасштабного моделирования и виртуального проектирования наноструктурированных материалов.
Продолжительность работ
2008 - 2010, 27 мес.
Бюджетные средства
130 млн
Количество заявок
2
Тема
Многомасштабное моделирование в механике микро и наноструктурированных материалов.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
«Компьютерное моделирование, виртуальные разработка и функциональное тестирование гетеро- или гибридных наноструктурированных элементов для использования в «умных» и интегрированных системах, органических светодиодах, фотовольтаике, а также других приложениях, связанных с энергосбережением».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
90 млн
Количество заявок
6
Тема
«Компьютерное моделирование, виртуальные разработка и функциональное тестирование особенностей поведения (биосовместимость и механические свойства) биосовместимых металлических наноматериалов».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
90 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание нанокомпозитных материалов для оптических хемосенсоров
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
7 млн
Количество заявок
0