Методы, алгоритмы и технологии синтеза метаматериалов на основе высокопроизводительных вычислительных систем. «ГПНИ «Информатика, космос и безопасность», подпрограмма «Информатика и космические исследования», 2016 – 2018 гг., задание 1.4.03 : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель С. В. Малый

Abstract

Объекты исследования: методы, алгоритмы и программные средства для анализа электромагнитных свойств структурно-неоднородных материалов, включая композиты, метаматериалы и метаповерхности. Цель НИР: разработка технологий синтеза новых типов композитов и метаматериалов на основе высокопроизводительных компьютерных систем для устройств и систем микроволнового и оптического диапазонов. Основной метод проекта: вычислительный эксперимент. В результате на основе метода минимальных автономных блоков создана методика расчета усредненной матрицы рассеяния структурно-неоднородного блока; предложены алгоритмы эффективной реализации методики на высокопроизводительных вычислительных системах. Усредненные матрицы рассеяния неоднородных блоков являются эффективным средством описания электромагнитных свойств композитов и метаматериалов. Предложен проблемно-ориентированный подход к синтезу структурно-неоднородных материалов (композитов, метаматериалов, метаповерхностей), базирующийся на методе минимальных автономных блоков; рассмотрены методики структурного синтеза макроблоков, включая методы локальной и глобальной оптимизации, методы глубокого обучения нейронных сетей; рассмотрены особенности и перспективы использования этих методик для решения задач синтеза с использованием высокопроизводительных компьютерных систем; проведены численные исследования частотно-селективных структур с различными функциональными характеристиками.