Новая концепция компьютерной модели может решать большие реальные проблемы на малом, пористом уровне

Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США получила грант программы SciDAC на разработку компьютерной модели, способной симулировать биогеохимические процессы на множестве масштабов. Это вычислительное достижение позволит исследователям точнее прогнозировать перемещение и судьбу загрязняющих веществ в грунтовых водах для применения соответствующих мер по очистке и обеспечению безопасности людей. Программа SciDAC объединит специалистов в области вычислений и наук о Земле для решения сложных задач, связанных с грунтовыми водами, с использованием самых мощных компьютеров и новейшего программного обеспечения.

Подземные транспортные процессы играют ключевую роль в глобальных проблемах, таких как очистка от наследия времен холодной войны, разработка энергоресурсов, снижение воздействия на климат через подземное секвестирование CO₂ и долгосрочное безопасное хранение отходов. Существующие компьютерные модели поведения грунтовых вод имеют ограниченную способность к обмену информацией между моделями разных масштабов. Новая, более сложная модель сможет объединять отдельные мелкомасштабные симуляции, создавая общую картину для анализа и решения реальных проблем.

Крупные проблемы, например, очистка загрязненных грунтовых вод на старых плутониевых производствах, сложны на поверхности и ещё более осложнены на уровне пор. Если исследователи изучают систему только в крупном масштабе, они могут упустить мелкомасштабные (например, микроскопические или поровые) процессы, которые в итоге контролируют поведение в целом. Модель, объединяющая симуляции различных процессов — от микробного роста в порах до миграции загрязнителей к рекам или скважинам — даст более четкую картину происходящего под землей сейчас и в будущем.