DSA Faculty
API
← к списку преподавателей

Стегайлов Владимир Владимирович

Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Профиль на hse.ru ↗ тел.: +7 (495) 772-95-90 | 15016
Публикаций
92
Языков
2
Наград
5
Конференций
12
Профиль Публикации (92) Курсы (5)

Профессиональные интересы

Атомистическое и многомасштабное моделированиесуперкомпьютерные технологиивысокопроизводительные вычисления

Должности

  • Ведущий научный сотрудник — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Международная лаборатория суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа
  • Профессор — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Департамент прикладной математики

Био

  • · Начал работать в НИУ ВШЭ в 2014 году.
  • · Научно-педагогический стаж: 32 года.

Образование

  • 2012 · Доктор физико-математических наук: МФТИ, специальность 01.04.07 «Физика конденсированного состояния», тема диссертации: Классические и квантовые атомистические модели отклика конденсированных сред на интенсивные энергетические воздействия
  • 2009 · Ученое звание: Доцент
  • 2005 · Кандидат наук: специальность 01.04.02 «Теоретическая физика», тема диссертации: Теоретические основы исследования методом молекулярной динамики фазовых превращений в метастабильных кристаллах и жидкостях
  • 2004 · Магистратура: Московский физико-технический институт, специальность «Прикладные математика и физика», квалификация «Магистр»

Опыт работы

  • · 1997: лаборант ЛЯП ОИЯИ (во время летних каникул) с
  • · 1999: работаю в научной группе проф. Г.Э. Нормана
  • · 2001-2004: стажер-исследователь ИТЭС ОИВТ РАН
  • · 2004-2005: младший научный сотрудник ИТЭС ОИВТ РАН
  • · 2005-2007: научный сотрудник ИТЭС ОИВТ РАН
  • · 2007-2009: старший научный сотрудник ОИВТ РАН
  • · 2009-2013: заведующий лабораторией ОИВТ РАН
  • · 2013-н.в.: заведующий отделом ОИВТ РАН
  • · 2006-н.в.: преподаю в МФТИ, профессор, зам. зав. базовой кафедрой физики высокотемпературных процессов в ОИВТ РАН
  • · 2010-2012: ежегодные рабочие визиты в Аргоннскую Национальную Лабораторию (США)
  • · 2010-2013: ведущий научный сотрудник Центра фундаментальных и прикладных исследований ВНИИА им. Н.Л.Духова

Награды и поощрения

  • · Победитель конкурса на право получения средств для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации (Конкурс НШ-2018), проект "Развитие суперкомпьютерных методов многомасштабного и атомистического моделирования для расчета свойств рабочих тел, материалов и процессов, ориентированных на новые энергетические технологии" (НШ-5922.2018.8) Премия Президента Российской Федерации молодым ученым в области науки и инноваций за 2015 год Работа "Атомистическое моделирование взаимодействия электролитов с графитовыми наноструктурами в перспективных суперконденсаторах" (А.В. Ланкин, В.В. Стегайлов) получила 2-ю премию по секции "Математическое моделирование нанотехнологий" Международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, который проходил в рамках Роснанофорума 6-8 октября 2009 г. Работа "Деформационные и прочностные свойства наноструктурных конструкционных материалов" (В.В. Стегайлов, А.Ю. Куксин, А.В. Янилкин, С.В. Стариков) получила 1-ю премию по секции "Математическое моделирование нанотехнологий" Международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, который проходил в рамках Роснанофорума 3-5 декабря 2008 г. Работа "Моделирование свойств наноматериалов методами классической и квантовой молекулярной динамики" (В.В. Стегайлов, Г.Э. Норман, А.Ю. Куксин, А.В. Янилкин, С.В. Стариков, П.А. Жиляев, В.В. Писарев, О.В. Сергеев) победила в конкурсе проектов в сфере высокопроизводительных вычислений, организованного совместно Российской корпорацией нанотехнологий (РОСНАНО) и корпорацией Intel в 2008 г. Премия РАО "ЕЭС России" и Российской академии наук в области энергетики и смежных наук "Новая генерация-2005" для молодых ученых Медаль РАН с премией для студентов вузов России за 2004 г. Стипендия Фонда "Династия" и Международного центра фундаментальной физики в Москве (для студентов 2003-2004 гг., для аспирантов 2005-2006 гг.) Гранты Москвы "Аспирант-2005", "Студент - 2004, 2003, 2002" Гранты "Соросовский студент - 2001, 2000, 1999"
  • · Надбавка за публикацию в журнале из Списка А (и приравненном к нему научном издании) (2025–2026, 2024–2025, 2023–2024)
  • · Надбавка за публикацию в международном рецензируемом научном издании (2022–2023, 2021–2022, 2020–2021, 2017–2019)
  • · Надбавка за статью в зарубежном рецензируемом журнале (2014–2016)
  • · Лучший преподаватель — 2018

Гранты и проекты

  • — · на соискание учёной степени кандидата наук

Конференции (12)

Показать все
  • · 2023: Суперкомпьютерные дни в России 2023 (Москва). Доклад: GPU-accelerated matrix exponent for solving 1D time-dependent Schrödinger equation
  • · 2020: Математическое Моделирование и Суперкомпьютерные Технологии (Нижний Новгород). Доклад: Алгоритм Матричного Умножения для Нескольких GPU, Объединенных Высокоскоростными Каналами Связи
  • · 2017: 60 Научная конференция МФТИ (Долгопрудный). Доклад: Учет квантовых эффектов ядер в жидкости методом интегралов по траекториям
  • · 2017: XXXII International Conference on Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter ELBRUS-2017 (Эльбрус). Доклад: Finite­-difference time­-domain simulation of the interaction between ultrashort laser pulses and metal nanoparticles
  • · 2016: 11th International High Power Laser Ablation & Directed Energy Symposium (HPLA-2016) (Санта-Фе). Доклад: Pressure, ionization and effective ion-ion interaction in electronically excited warm dense metals
  • · 2016: ARM Research Summit 2016 (Cambridge). Доклад: Practical Efficiency of ARM CPUs: Classical Molecular Dynamics Benchmark
  • · 2015: 13th International Conference "Parallel Computing Technologies" (PaCT-2015) (Петрозаводск). Доклад: HPC Hardware Efficiency for Quantum and Classical Molecular Dynamics
  • · 2015: ISC High Performance (International Supercomputing Conference ISC-2015) (Франкфурт). Доклад: Coupling efficiency of models, algorithms and hardware: atomistic simulation perspective
  • · 2015: Национальный Суперкомпьютерный Форум (НСКФ-2016) (Переславль-Залесский). Доклад: Перспективы экзафлопсных вычислений в разработке новых технологий энергетики
  • · 2015: Russian Supercomputing Days (Москва). Доклад: Перспективы экзафлопсных вычислений в разработке новых технологий энергетики
  • · 2015: Russian Supercomputing Days (Москва). Доклад: Эффективность процессоров ARM для расчетов классической молекулярной динамики
  • · 2015: Национальный Суперкомпьютерный Форум (НСКФ-2016) (Переславль-Залесский). Доклад: Перспективы процессоров ARM для решения практических задач: тесты молекулярной динамики

Идентификаторы исследователя

Публикации (92)

Self-consistent molecular dynamics calculation of diffusion in higher n-alkanes

2016 · ARTICLE · en

iffusion is one of the key subjects of molecular modeling and simulation studies. However, there is an unresolved lack of consistency between Einstein-Smoluchowski (E-S) and Green-Kubo (G-K) methods for diffusion coefficient calculations in systems of complex molecules. In this paper, we analyze this problem for the case of liquid n-triacontane. The non-conventional long-time tails of the velocity autocorrelation function (VACF) are found for this system. Temperature dependence of the VACF tail decay exponent is defined. The proper inclusion of the long-time tail contributions to the diffusion coefficient calculation results in the consistency between G-K and E-S methods. Having considered the major factors influencing the precision of the diffusion rate calculations in comparison with experimental data (system size effects and force field parameters), we point to hydrogen nuclear quantum effects as, presumably, the last obstacle to fully consistent n-alkane description.

DOI ↗ PDF ↗

Microscopic mechanisms of diffusion of higher alkanes

2016 · ARTICLE · en

With the use of n -triacontane models as examples, abnormal characteristics of diffusion that manifest themselves during the application of the Einstein–Smoluchowski relationship and the asymptotic behavior of velocity autocorrelation function of the molecule-mass centers that is used to calculate the diffusion coefficient via the Green–Kubo formula are investigated. On the basis of the data of complementary approaches, the microscopic mechanisms of diffusion in higher alkanes are outlined. The applicability of the Stokes–Einstein relationship for the viscosity coefficient is demonstrated.

DOI ↗ PDF ↗

GPU-accelerated molecular dynamics: Energy consumption and performance

2016 · CHAPTER · en

Energy consumption of hybrid systems is an actual problem of modern high-performance computing. The trade-off between power consumption and performance becomes more and more prominent. In this paper, we discuss the energy and power efficiency of two modern hybrid minicomputers Jetson TK1 and TX1. We use the Empirical Roofline Tool to obtain peak performance data and the molecular dynamics package LAMMPS as an example of a real-world benchmark. Using the precise wattmeter, we measure Jetsons power consumption profiles. The effectiveness of DVFS is examined as well. We determine the optimal GPU and DRAM frequencies that give the minimum energy-to-solution value.

DOI ↗

Performance of MD-Algorithms on hybrid systems-on-chip Nvidia Tegra K1 & X1

2016 · CHAPTER · en

In this paper we consider the efficiency of hybrid systemson-a-chip for high-performance calculations. Firstly, we build Roofline performance models for the systems considered using Empirical Roofline Toolkit and compare the results with the theoretical estimates. Secondly, we use LAMMPS as an example of the molecular dynamic package to demonstrate its performance and efficiency in various configurations running on Nvidia Tegra K1 & X1. Following the Roofline approach, we attempt to distinguish compute-bound and memory-bound conditions for the MD algorithm using the Lennard-Jones liquid model. The results are discussed in the context of the LAMMPS performance on Intel Xeon CPUs and the Nvidia Tesla K80 GPU.

DOI ↗

Atomistic Modeling and Simulation for Solving Gas Extraction Problems

2016 · CHAPTER · en

Proof-of-concept results are presented on the application of molecular modeling and simulation to the gas extraction problems. Both hydrocarbon mixtures and gas hydrates in porous media are considered.

DOI ↗ PDF ↗

Расчет коэффициента отражения ударно сжатого ксенона из первых принципов

2015 · ARTICLE · ru

В рамках теории функционала электронной плотности рассчитаны значения коэффициента отражения излучения от плазмы ударно сжатого ксенона. Рассматриваются его зависимости от частоты падающего излучения и от плотности плазмы. Используется формула Френеля. Для расчета мнимой части диэлектрической проницаемости применяется выражение для продольной компоненты диэлектрического тензора в длинноволновом пределе. Действительная часть диэлектрической проницаемости определяется из преобразования Крамерса-Кронига. Проведено сопоставление с результатами эксперимента.

PDF ↗

First-principles calculation of the reflectance of shock-compressed xenon

2015 · ARTICLE · en

Within electron density functional theory (DFT), the reflectance of radiation from shock-compressed xenon plasma is calculated. The dependence of the reflectance on the frequency of the incident radiation and on the plasma density is considered. The Fresnel formula is used. The expression for the longitudinal dielectric tensor in the long-wavelength limit is used to calculate the imaginary part of the dielectric function (DF). The real part of the DF is determined by the Kramers-Kronig transformation. The results are compared with experimental data. An approach is proposed to estimate the plasma frequency in shock-compressed xenon. © 2015, Pleiades Publishing, Inc.

DOI ↗

Эффективность процессоров архитектуры ARM для расчетов классической молекулярной динамики

2015 · ARTICLE · ru

Суперкомпьютерные вычисления экзафлопсной эры будут неизбежно ограничены энергоэффективностью. Сегодня в качестве возможных кандидатов для этих целей рассматриваются различные микропроцессорные архитектуры. Недавно микропроцессоры с архитектурой ARM в своем развитии достигли момента, когда уже можно серьезно обсуждать их применение для высокопроизводительных вычислений. В настоящей статье представлен анализ эффективности последних версий ARM-микропроцессоров и их производительности для задач классической молекулярной динамики.

Phase diagrams of gas hydrates: molecular simulation studies

2015 · CHAPTER · en

In this work, we perform coexistence simulations of methane hydrates for pressures up to 5000 bar for different water models. We calculate the kinetic stability boundary of the superheated metastable sI structure and analyze the effects of the heating rate, system size and cage occupancy. We also report molecular dynamics simulation of several possible structuresfor the new hydrogen hydrate clathrate. We show the strength of molecular simulation as a supplement tool for the analysis of experimental data. © 2015 by Nova Science Publishers, Inc. All rights reserved.

Molecular–Dynamics Based Insights into the Problem of Graphite Melting

2015 · CHAPTER · en

The experimental data on graphite melting temperature remain poorly determined despite the long history of investigations. The experimental results of several works cover the wide span from 3800 to 5000 K that isan essentially larger uncertainty than the errors of individual experiments. In this work we deploy the molecular dynamics (MD) method to study the kinetics of graphite melting, concerning the aspects of defect formation and single graphene layer melting. Our MD calculations show an unexpectedly weak kinetics of the melting front propagation in graphite that is several orders slower than that in metals. We demonstrate that at sufficiently high heating rates (higher than 105 - 106 K/s) the temperatures 500-1000 K above the graphite melting temperature can be reached before the crystal decay. It allows us to explain long-standing problem of the discrepancy in the experimental data making a hypothesis that there is a strong dependence between experimentally measured graphite melting temperatures and corresponding rates of heating. © 2015 by Nova Science Publishers, Inc. All rights reserved.

Курсы (5)