ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СУБМАРИННЫХ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМ

3.4.3. Программное обеспечение моделирования

    Термодинамические расчеты по теме настоящей работы в 1980-1990 г.г. выполнялись с помощью вычислительной программы GIBBS, разработанной на кафедре геохимии МГУ Ю.В.Шваровым. Их результаты отражены в публикациях [Гричук, Борисов, 1983; Гричук и др., 1985; Гричук, 1988; Гидpотеpмальные сульфидные руды.., 1992]. Программа GIBBS предназначена для расчета равновесий в химических системах произвольной фазовой сложности [Методы геохимического моделирования.., 1988], и была реализована на больших ЭВМ серий "Минск" и ЕС. Программа GIBBS не предусматривала организацию модельных расчетов по каким-либо динамическим схемам.

    В 1991-1992 г.г. автором совместно с М.Ю.Коротаевым была разработана программа GBFLOW для IBM-совместимых персональных компьютеров, ориентированная на расчет равновесно-динамических моделей методом проточного ступенчатого реактора. Все последующие модельные расчеты выполнялись автором с помощью этой программы. Программа GBFLOW включает блок минимизации свободной энергии системы, разработанный ранее Ю.В.Шваровым в составе упрощенной версии программы GIBBS для малых ЭВМ¹. В дальнейшем программа GBFLOW была оптимизирована автором для расчета моделей методом МПСР, что увеличило ее быстродействие в таких задачах примерно на порядок. Использованная для выполнения приведенных в настоящей работе расчетов версия GBFLOW v.3.1 (1995 г.) включает блок изотопно-химического моделирования (см. главу 5), а протокол ее выводных файлов ориентирован на последующую графическую обработку результатов пакетом Excel. На основе программы GBFLOW автором были разработаны версии, предназначенные для расчета моделей со специализированными динамическими схемами:

- GRDEP - для расчета модели растущего рудного тела (раздел 4.3.2); ввиду большого объема вычислений для таких моделей программа GRDEP выполнена переносимой в операционную среду UNIX, и расчеты по ней выполнялись на Sun Station 20 с операционной системой Solaris;

- PENG - для расчета кипящих систем (глава 6).

    Точность работы вычислительных программ может быть определена сравнением результатов расчета одной и той же задачи параллельно несколькими программами. В отношении программы GBFLOW такая проверка проведена М.В.Борисовым с сотрудниками с помощью программы GIBBS, которая, в свою очередь, сравнивалась с программой "СЕЛЕКТОР", разработанной в СибГЕОХИ (см., в частности, [Борисов, Ходаковский, 1989]). Программы дают одинаковые результаты при расчете термодинамических равновесий в пределах декларированной точности расчета (для программы GBFLOW - 0,001^o/o от концентрации вещества при содержаниях в системе слагающих его элементов более 10^-7 моль/кг H₂O).

    При выполнении настоящей работы был использован банк термодинамических данных UNITHERM, созданный на кафедре геохимии МГУ Ю.В.Шваровым при участии М.В.Борисова и автора. Обработка экспериментальных данных для получения термодинамических характеристик растворенных веществ выполнялась автором с помощью программ UT-HEL и UT-RYZ, разработанных Ю.В.Шваровым.