|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Реализация случайной последовательной адсорбции (RSA) методом редукции вспомогательных массивов: аналитическое рассмотрение и вычислительный экспериментстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАКСтатья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
- Авторы: Ульянов М.В., Уразов Станислав Олегович
- Журнал: Вычислительные технологии
- Том: 27
- Номер: 2
- Год издания: 2022
- Первая страница: 74
- Последняя страница: 90
- DOI: 10.25743/ICT.2022.27.2.007
- Аннотация: Актуальность тематики статьи связана с тем, что случайная последовательная адсорбция (RSA) является полезной моделью для многих физических, химических и биологических процессов. RSA представляет собой процесс, когда объекты случайно и необратимо осаждаются на подложку без перекрытия с ранее адсорбированными объектами. Запрет на перекрытие осаждаемых объектов обусловлен их взаимодействием, которое называется взаимодействием исключенного объема. В процессе случайного осаждения система достигает состояния джамминга, — состояния, когда размещение следующего объекта невозможно из-за отсутствия какого-либо подходящего свободного пространства. Из-за экспоненциальной зависимости концентрации покрытия подложки объектами от времени моделирования, создание состояния джамминга на компьютере является трудоемкой задачей.Широко используемый тип подложки — квадратная решетка, которую удобнее трактовать не как совокупность вершин и ребер, а как набор ячеек. В этом случае простейший вид частиц — линейные полимино (линейные k-меры или частицы), занимающие несколько расположенных подряд ячеек. Именно такой частный случай RSA и рассматривается далее в статье. Требование по временной эффективности связано с необходимостью получения статистически значимых данных в целях исследования RSA при осаждении частиц на решетку, как при различных размерах решеток, так и для различных длин частиц. Прямая реализация алгоритма RSA в ячейках решетки приводит к значительному росту числа обращений к генератору псевдослучайных чисел на последних, вблизи джамминга, шагах RSA, поскольку при этом доля ячеек, разрешенных для размещения частиц чрезвычайно мала. Предложенные ранее методы реализации RSA не в полной мере обладают теоретическим обоснованием, например, для метода списков свободных ячеек остается открытым вопрос, начиная с какой концентрации использование списков становится эффективным.В статье рассматривается задача эффективной по времени реализации RSA при осаждении вертикально и горизонтально ориентированных линейных k-меров на квадратную двумерную решетку с периодическими граничными условиями. В статье изложен предлагаемый авторами метод редукций вспомогательных массивов, обеспечивающий эффективную по времени реализацию RSA, дано его аналитическое рассмотрение в аспекте определения оптимального порога редукции и представлены результаты экспериментального исследования программной реализации. Полученные экспериментальные результаты показывают, что теоретические предсказания по оптимальному порогу редукции попадают в интервал, обеспечивающий не более чем 2% отклонение от оптимального времени, что позволяет дать рекомендации по практическому применению метода.Ключевые слова: случайная последовательная адсорбция, метод редукции, временная эффективность.
- Добавил в систему: Ульянов Михаил Васильевич