Altair - Advanced Particle Simulator
- 1. Программный комплекс многоуровневого моделирования динамики дискретных систем «Advanced Particle Simulator» ИНФОРМАЦИОННЫХ Асонов Игорь ТЕХНОЛОГИЙ
- 2. Идея Создать ПО (APS) для моделирования динамики дискретных систем на различных масштабных уровнях APS будет применяться для решения фундаментальных и прикладных задач нанотехнологий, пищевой, фармацевтической, горно-добывающей, химической и других отраслей промышленности
- 3. Методы моделирования дискретных систем Молекулярная динамика (MD) – метод моделирования атомарных систем, основанный на численном интегрировании уравнений движения взаимодействующих частиц (атомов, молекул) Метод дискретных элементов (DEM) – метод моделирования динамики гранулированных сред, учитывающий вращательные степени свободы частиц Гидродинамика сглаженных частиц (SPH) – бессеточный метод решения уравнений механики сплошных сред (жидкостей, газов, твердых тел)
- 4. Метод динамики частиц Представление вещества в виде совокупности частиц, движущихся согласно уравнениям динамики при заданных законах взаимодействия Простейшая сила взаимодействия Расстояние Равновесное разрыва связи расстояние Прочность связи Исчезновение связи на расстоянии
- 5. Задачи, решаемые методом динамики частиц N O O
- 6. PEST-анализ потенциального рынка пакета ПОЛИТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВЛИЯНИЕ ЭКОНОМИКИ Поддержка государством научных Медленное развитие малого проектов, связанных с внедрением наукоемкого бизнеса из-за высоких технологий необходимости крупных Выделение больших средств на инвестиций научно-исследовательские и Появление и развитие венчурных федеральные университеты и фондов, бизнес-инкубаторов и университеты с особым статусом т.д. СОЦИОКУЛЬТУРНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕНДЕНЦИИ ИННОВАЦИИ Рост интереса общества к высоким Повсеместное внедрение технологиям компьютерных технологий (в Омоложение научных и частности - систем производственных кадров компьютерного моделирования).
- 7. Команда проекта Антон Кривцов ООО «Альтаир» Научный руководитель. Профессор, доктор физико-математических наук. Опыт работы в области – более 15 лет Костяк - сотрудники Политехнического Университета (СПбГПУ) Виталий Кузькин Помощник научного руководителя . Кандидат физико- Более 10 лет разработки наукоемкого ПО математических наук. Специалист в области для моделирования методом динамики математического моделирования наноструктур частиц Игорь Беринский Успешное применение метода динамики Коммерческий директор. Кандидат физико- частиц в научно-исследовательских математических наук, магистр менеджмента, имеет успешный опыт работы в научных стартапах. проектах и хоздоговорных работах Александр Ле-Захаров Более 100 публикаций по теме проекта в Программист. Кандидат физико-математических ведущих российских и зарубежных наук. Опыт работы в IT – более 7 лет, в т.ч. в стартап журналах, 3 монографии области 1 докторская и 3 кандидатских Игорь Асонов диссертации по теме проекта Специалист-тренер. Опыт в программировании, преподавании и в создании образовательных начинаний. Выход на ведущие ФМЛ СПб.
- 8. Избранные публикации по проекту (1999-2012гг.) Krivtsov A.M., Kuzkin V.A. Derivation of Equations of State for Ideal Crystals of Simple Structure // Mech. Solids. 46 (3), 387-399 (2011) Kuzkin V.A., Krivtsov A.M. Description for mechanical properties of graphene using particles with rotational degrees of freedom // Doklady Physics, 2011, Vol. 56, No. 10, pp. 527–530. E.A. Podolskaya, A.Yu. Panchenko, A.M. Krivtsov. Stability of 2D triangular lattice under finite biaxial strain // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2011, 2 (2), p. 84–90. Kovalev O.O., Kuzkin V.A. Analytical expressions for bulk moduli and frequencies of volumetrical vibrations of fullerenes C20 and C60 // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2011, 2 (2), P. 65–70 Kuzkin V.A. Interatomic force in systems with multibody interactions // Phys. Rev. E 82, 016704 (2010) Berinskii I.E. , Krivtsov A.M. On Using Many-Particle Interatomic Potentials to Compute Elastic Properties of Graphene and Diamond. Mechanics of Solids, 2010, Vol. 45, No. 6, pp. 815-834. Krivtsov A.M. Molecular dynamics study of chemically induced phase transformation // Proceedings of XXXVIII International Summer School – Conference "Advanced Problems in Mechanics". 2010, pp.363-374. Loboda O.S., Krivtsov A.M. Determination mechanical properties of nanostructures with complex crystal lattice using moment interaction at microscale. Scale effect in elastic properties. // Reviews on advanced materials science. 2009, Vol. 20, № 2. Berinskii I.E. , Ivanova E.A., Krivtsov A.M., Morozov N.F. Application of Moment Interaction to the Construction of a Stable Model of Graphite Crystal Lattice // Mechanics of Solids, 2007, Vol. 42, No. 5, pp. 663-671. Krivtsov A.M., Pavlovskaia E.E., Wiercigroch M. Impact Fracture of Rock Materials Due to Percussive Drilling Action // Proceedings of International Conference "XXI International Congress of Theoretical and Applied Mechanics", 15 - 21 August 2004, Warsaw, Poland. Gilabert F.A., Krivtsov A.M., Castellanos A. Computer simulation of mechanical properties for powder particles using Molecular Dynamics // Proceedings of the XXX Summer School "Advanced Problems in Mechanics", St.-Petersburg, Russia, 2003. Krivtsov A.M., Wiercigroch M. Molecular Dynamic Simulation of Mechanical Properties for Polycrystal Materials // Materials Physics and Mechanics, 2001, 3(1), 45-51. Krivtsov A.M. Computer Simulation of Spall Crack Formation // Structural Dynamics - EURODYN '99, Fryba & Naprstek (eds), 1999, Balkema, Rotterdam, 475 - 477
- 9. Оборудование Компактные супер-ЭВМ (2 шт.) - пиковая производительность - 1,1 Тфлопс; - количество процессорных ядер - 144; - частота процессора - 1,9 ГГц; - оперативная память 2-8 Гбайт на ядро; Персональные компьютеры (5 шт.) - Процессор: Intel Core i7 - RAM: DDR3, 12 Гб Ноутбуки (> 10 шт.) Офисная техника
- 10. Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН МВС-100K Пиковая производительность - 227,84 TFlops (сравнимо с мощностью 2300 ПК) Конфигурация создана преимущественно на базе Intel Xeon E5450 3GHz 8GB RAM
- 11. Партнеры проекта Institute of Solids Process Engineering and Particle Technology, Hamburg University of Technology, Professor Stefan Heinrich Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Учреждение российской академии наук институт проблем машиноведения РАН
- 12. Концепция М 5 Методы моделирования Молекулярная динамика (MD) Дискретные элементы (DEM) Гидродинамика сглаженных частиц (SPH) Многомасштабность Мультидисциплинарность Многопроцессорность Модифицируемость (API для всего)
- 13. Ноу-хау, используемые при разработке Эффективный алгоритм расчета сил (электро-магнитных, гравитационных) для моделирования на МВС Эффективный алгоритм поиска соседей Моментный потенциал для моделирования механических свойств углеродных наноструктур Физически корректная модель для описания упругих связей между частицами в DEM Алгоритм моделирования динамики частиц в газе
- 14. Структура пакета Уже есть В планах Контроллеры Препроцессор Препроцессор (начальные условия) движения +CAD import Модели Модели взаимо- Решатель взаимодействия Решатель действия +API Визуализация Визуализация Расчет макропараметров Игровое обучение
- 15. Обучение в игровой форме Онлайн-портал для рейтинга, выкладывания идей, моделей, взаимопомощи и др. Работа над реальными научными проблемами в игровой форме (по примеру, Fold.It)
- 16. Обучение в игровой форме Microsoft Kinect
- 17. Существующие примеры работы пакета Нано Микро графеновый резонатор вибрационное разделение Мезо Макро вибрационное сверление тест Шарпи – ударная вязкость
- 18. Возможные области применения пакета • Горно-добывающая, горно-перерабатывающая промышленности – вибрационное сверление, измельчение – сегрегация, виброразделение, вибротранспортировка • Фармацевтическая промышленность – грануляция – аппараты с кипящим слоем, сушилки, мельницы • Химическая промышленность – гранулированные удобрения • Порошковая металлургия – спекание порошков • Нанотехнологии – разработка графеновых резонаторов – исследование свойств нанотрубок • Научно-исследовательская деятельность • Образование
- 19. Использование в образовании Пакет APS будет использоваться в школьнах, ВУЗах и учреждениях доп. образования в рамках курсов – физики – механики деформируемого твердого тела – гидродинамики – компьютерного моделирования – программирования – нанотехнологий – … Наглядность Интерактивность
- 20. Потенциальные покупатели • Пищевая, химическая промышленность: – Nestle – Pfizer – Procter&Gamble • Металлургия, горно-добывающая, горно-перерабытывающая промышленность: – МЕХАНОБР Техника – Astec Inc. – Martin Engineering – Haald Engineering – VR Steel (Pty) Ltd • Учебные заведения в РФ и за рубежом • НИИ и учреждения РАН
- 21. Обзор рынка программ для компьютерного моделирования дискретных систем Accelrys AMBER DEM Solutions $ 300 млн./год YASARA Rockfield SW …
- 22. Взаимодействие Цена Название пакета MD DEM SPH Интерфейс в игровой форме (тыс.руб.) APS + + + + + 100 AMBER + - - + - 600 Materials _Studio + - - + - 1000 EDEM - + - + - 1000 LAMMPS + + - - - - YASARA + - - + - 200 ELFEN - + - + - 500 SPARTACUS - - + + - 550
- 23. Способы монетизации Услуги Продукты Оплата за расчеты, Образовательная версия а не за простой APS Расчеты в облаке Полная (коммерческая) Магазин продажи модулей версия APS Техническая поддержка Trial по времени расчетов
- 24. Прибыль проекта (руб.) Год 1 год 2 год 3 год Коммерческие 210 000 1 000 000 6 000 000 версии APS Образовательные 35 000 1 000 000 5 000 000 версии APS Услуги 5 000 50 000 150 000
- 25. Затраты на выполнение проекта Средства фонда (руб.) 1 год проекта 2 год проекта 3 год проекта Итого 1 000 000 2 000 000 3 000 000 6 000 000 Привлеченные инвестиции (руб.) 1 год проекта 2 год проекта 3 год проекта Итого 800 000 2 000 000 4 000 000 6 800 000
- 26. Затраты первого года развития проекта Наименование статей затрат Сумма, руб. заработная плата 877 192 начисление на заработную плату 122 808 Итого 1 000 000 Наименование статей затрат Сумма, руб. заработная плата 490 807 начисления на заработную плату 68 713 аренда помещения 50 000 маркетинг и организация продаж 100 000 участие в международных и всероссийских конференциях 50 000 прочие расходы 40 480 Итого 800 000
- 27. Коммерческая привлекательность Финансовый анализ проекта показывает, что инвестиции в размере 12,8 млн. руб. при выполнении представленной сбытовой политики окупаются за 3-4 года с момента начала реализации продукта
Editor's Notes
- #7: Мы провели ПЕСТ-анализ и поняли актуальность данного проекта а также необходимость привлечения инвестиционных средств
- #9: более 100 публикаций по тематике
- #12: Помощь в доработке пакета и во внедрении в различных университетах, использование для коммерческих расчетовИнститут проблем машиноведениея РАН, Санкт-Петербург, чл.-корр. РАН, Д.А. ИндейцевСанкт-Петербургский государственный университет, ак. РАН Н.Ф. МорозовBrown University, USA, Prof. H.GaoUniversity of Florida, USA, Prof. Y. ChenUniversity of California, USA, Prof. Wm.G. HooverSandia National Laboratory, USA, Prof. J.A. ZimermanИнститут Геохимии и аналитической химии РАН, Москва, ак. РАН Э.М. ГалимовМосковский государственный университет им. Ломоносова, проф. Н.Н. СмирновНИИ ГРИППА СЗО РАМН, Санкт-Петербург, ак. РАМН О.И. Киселев
- #14: Таким образом расчет более 10 млн. частиц на ПК
- #17: Для взаимодействия с пакетом будут в том числе использоваться контроллеры движения
- #23: Мы круче всех
- #24: Продукт будет выведен на рынок в конце первого года реализации проекта.Сильные стороны: наносистемы, мультимасштабные вычисления, образовательная составляющая
- #27: Зарплата!