УДК 004.414
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КЛАСТЕРА С МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Иброхимов Нодирбек Икромжонович, докторант (DSc), Ферганский государственный технический университет, Фергана, Республика Узбекистан
e-mail: n.ibroximov1986@gmail.com
Расулов Акбарали Махаматович, доктор физико-математических наук, профессор, Ферганский государственный технический университет, Фергана, Республика Узбекистан
e-mail: akbaralirasulov1959@gmail.com
Аннотация. Целью данной работы является разработка математической модели и параллельного алгоритма для моделирования процесса осаждения металлического кластера на поверхность монокристалла методом молекулярной динамики. В исследовании использованы уравнения движения Ньютона, многотельный потенциал EAM, схема численного интегрирования Velocity-Verlet, а также методы оптимизации вычислений, основанные на радиусе отсечения, списке ближайших соседей и MPI-параллелизации с доменной декомпозицией. В результате предложена комплексная модель системы «кластер–поверхность», обеспечивающая описание временной эволюции атомной конфигурации, расчёт сил межатомного взаимодействия, мониторинг изменений термодинамических параметров, а также анализ энергетических и структурных характеристик процесса осаждения. Научная новизна работы заключается в интеграции физически обоснованной математической модели, численно устойчивой схемы интегрирования и адаптации алгоритма к высокопроизводительным параллельным вычислительным архитектурам в рамках единого вычислительного подхода. Практическая значимость определяется возможностью применения разработанного алгоритма для крупномасштабного моделирования наноразмерных поверхностных процессов при приемлемой вычислительной сложности и высокой эффективности.
Ключевые слова: молекулярная динамика, EAM, MPI, металлический кластер, монокристалл.
Для цитирования: Иброхимов Н. И., Расулов А. М. Математическая модель и алгоритм моделирования процесса взаимодействия металлического кластера с монокристаллической поверхностью // Шаг в науку. – 2026. – № 2. – С. 15–21.
