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)

HPC Hardware Efficiency for Quantum and Classical Molecular Dynamics

2015 · ARTICLE · en

Development of new HPC architectures proceeds faster than the corresponding adjustment of the algorithms for such fundamental mathematical models as quantum and classical molecular dynamics. There is the need for clear guiding criteria for the computational efficiency of a particular model on a particular hardware. LINPACK benchmark alone can no longer serve this role. In this work we consider a practical metric of the time-to-solution versus the computational peak performance of a given hardware system. In this metric we compare different hardware for the CP2K and LAMMPS software packages widely used for atomistic modeling. The metric considered can serve as a universal unambiguous scale that ranges different types of supercomputers.

DOI ↗ PDF ↗

Development of the advanced mechanistic fuel performance and safety code using the multi-scale approach

2015 · ARTICLE · en

The SFPR code designed for mechanistic modeling of single fuel rod behavior under various regimes ofLWR reactor operation (normal and off-normal, including severe accidents), is under development atIBRAE during the last two decades and currently, being extended to Fast Reactors, serves as a prototypefor a new mechanistic fuel performance code BERKUT. The SFPR meso-scale models include an extendedset of microscopic parameters, characterizing the crystal defect structure, thermo-physical and thermo-chemical properties of irradiated fuel. Increasing computational capabilities and rapid development ofeffective interatomic potentials allow micro-scale representations of the materials and physics to inform– via meso-scale code – the macro-level simulation. The first examples of atomistic calculations (bymolecular dynamics and Monte-Carlo methods) of the key microscopic parameters for input in SFPR andBERKUT, validation of the modified code and application of the 3D finite element method for improvementand verification of the 1D thermo-mechanical model, are presented.

DOI ↗ PDF ↗

Graphite melting: Atomistic kinetics bridges theory and experiment

2015 · ARTICLE · en

The graphite melting temperature remains poorly determined despite the considerable effort accomplished since the work of Bundy (1963). The absence of a consensus on its melting temperature at normal conditions has been considered as a technical problem that motivated more and more sophisticated experiments. The experimental evidences of the maximum on the graphite melting curve resulted in the liquid–liquid phase transition hypothesis for liquid carbon. However this hypothesis still requires a sound evidence. In this work using atomistic methods we focus on the kinetics of graphite melting and show that the experimental puzzles can be resolved by considering the graphite melting as a process in the non-equilibrium superheated solid. The unusually slow melting kinetics results in the existence of the superheated graphite at the microsecond timescale and thus biases the measurements of its equilibrium melting temperature.

DOI ↗ PDF ↗

Pressure in electronically excited warm dense metals

2015 · ARTICLE · en

Non-equilibrium two-temperature warm dense metals consist of the ion subsystem that is subjected to structural transitions and involved in the mass transfer, and the electron subsystem that in various pulsed experiments absorbs energy and then evolves together with ions to equilibrium. Definition of pressure in such non-equilibrium systems causes certain controversy. In this work we make an attempt to clarify this definition that is vital for proper description of the whole relaxation process. Using the density functional theory we analyze on examples of Al and Au electronic pressure components in warm dense metals. Appealing to the Fermi gas model we elucidate a way to find a number of free delocalized electrons in warm dense metals.

DOI ↗ PDF ↗

Ab initio calculation of shocked xenon reflectivity

2015 · ARTICLE · en

Reflectivity of shocked compressed xenon plasma is calculated within the framework of the density functional theory approach. Dependencies on the frequency of incident radiation and on the plasma density are analyzed. The Fresnel formula for the reflectivity is used. The longitudinal expression in the long-wavelength limit is applied for the calculation of the imaginary part of the dielectric function. The real part of the dielectric function is calculated by means of the Kramers-Kronig transformation. The results are compared with experimental data. The approach for the calculation of plasma frequency is developed.

DOI ↗ PDF ↗

Plasma-Plasma and Liquid-Liquid First-Order Phase Transitions

2015 · ARTICLE · en

Ab initio quantum modeling is applied to check the ideas that motivated studies of both plasma phase transition (PPT) and Brazhkin semiconductor-to-metal phase transition, and to analyze both similarity and difference between them as well as with the Wigner metallization. Electron density of states and the characteristic gap in it are investigated to verify the semiconductor-to-metal nature of the transition. The change of plasma frequency is suggested to be used instead of the “degree of ionization” to characterize the difference between two plasma phases at PPT. Electron density of states, pair distribution function, and conductivity are calculated as well. It is shown that Norman-Starostin ideas about (a) PPT and (b) phase diagram for fluids are not anymore a hypothesis. They are confirmed by the experimental data.

DOI ↗ PDF ↗

Аномальная диффузия молекул-гостей в водородных газовых гидратах

2015 · ARTICLE · ru

Проведен анализ процессов диффузии в структурах C0 и sT' водородных газовых гидратов методом молекулярной динамики. Анализ средних квадратов смещений показывает, что на наносекундных временах диффузия молекул водорода в гидратах имеет анизотропный и аномальный характер. Осо? бенности диффузии молекул?гостей определяются геометрией решетки.

DOI ↗ PDF ↗

Relaxation and transport properties of liquid n-triacontane

2015 · ARTICLE · en

Molecular modelling is used to calculate transport properties and to study relaxation of liquid n-triacontane (C30H62). The problem is important in connection with the behavior of liquid isolators in a pre-breakdown state. Two all-atom models and a united-atom model are used. Shear viscosity is calculated using the Green–Kubo formula. The force fields are compared with each other using the following criteria: the required time for one molecular dynamics step, the compliance of the main physical and transport properties with experimental values. The problem of the system equilibration is considered. The united-atom potential is used to model the n-triacontane liquid with an initial directional orientation. The time of relaxation to the disordered state, when all molecules orientations are randomized, are obtained. The influence of the molecules orientations on the shear viscosity value and the shear viscosity relaxation are treated.

DOI ↗ PDF ↗

Molecular dynamics simulation of graphite melting

2014 в печати · ARTICLE · en

Questions on the behavior of the graphite melting curve have remained open during the last fifty years. The process of graphite melting in the pressure range of 2–14 GPa is investigated by the method of molecular dynamics using the model of reactive interatomic potential; the dynamics of meltingfront prop agation upon crystal superheating is considered, and the melting curve is plotted. The selfdiffusion coefficient in the liquid phase is determined for the aforementioned pressure range, and the question of the existence of the liquid–liquid phase transition in carbon is considered.

PDF ↗

Проблемы развития суперкомпьютерной отрасли в России: взгляд пользователя высокопроизводительных систем

2014 · ARTICLE · ru

За прошедшее десятилетие активная господдержка ускорила развитие суперкомпьютерной отрасли в России. Сегодня в стране работают несколько суперкомпьютеров большой производительности, на которых решается все большее число научно-технических задач. Набирает силу суперкомпьютерное образование в ВУЗах. В то же время можно констатировать «однобокое» развития отрасли в отношении представленных в стране суперкомпьютерных архитектур и недостаточное развитие работ в области развития массового параллелизма при решении прикладных задач. В статье кратко рассмотрены основные тенденции того, как развивалась архитектура и коммутационные сети лучших суперкомпьютеров мира, начиная с 1990х гг. Выделено главное направление, которое побеждает в условиях жесткой конкуренции возрастающего спроса на вычисления, использующие все большее число процессоров (вычислительных ядер) в одной задаче. Сформулированы предложения того, что нужно предпринять, чтобы суперкомпьютерная отрасль в России не отстала бы от мирового уровня, а встала бы на это же главное направление. Критический настрой статьи ни в коей мере не нацелен на преуменьшение достигнутых успехов в развитии суперкомпьютерной отрасли нашей страны. Задача авторов состоит в попытке акцентирования внимания суперкомпьютерного сообщества России на вызовах, которые чувствует сегодня российский ученый, использующий высокопроизводительные вычисления, при проведении исследований, которые могли бы стать конкурентными в международном контексте.

PDF ↗

Курсы (5)