Кафедра автоматизации научных исследований (зав. Кафедрой - Дмитрий Павлович Костомаров) Спец семинар “Разработка алгоритмов моделирования в вычислительной физике и информатике” Состав преподавателей: профессора Ю.Н. Днестровский, А.М. Попов, доценты А.П. Смирнов, Э.А. Шагиров, А.В. Педоренко, н.с. Н.М. Ершов Студентам предлагается работать по следующим научным направлениям: 1. Развитие современных вычислительной физике. численных алгоритмов и программ в В рамках данного направления предполагается проведение следующих исследований: Создание быстродействующих кодов для определения вертикальной устойчивости плазмы в токамаке. Предполагается аппроксимация решения уравнения в частных производных с помощью численного решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Рук. Ю.Н. Днестровский Разработка методов и программ для исследования нелинейных неустойчивых процессов в плазме установок управляемого термоядерного синтеза. Работа связана с созданием многомерных нелинейных кодов магнитной гидродинамики и их реализации на мощных рабочих станциях и параллельных компьютерах. Рук. А.М. Попов Математическое моделирование плазменных ионных источников. Предполагается создание кода для исследования плазменных источников, применяемых при производстве элементной базы ЭВМ. Математическое моделирование распространения радиоволн в магнитосфере пульсаров. Работа связана с численным исследованием траекторий радиоволн, излучаемых пульсарами. Задача сводится к созданию программ для численного решения систем обыкновенных уравнений. Модернизация кода решения системы распространения радиоволн в плазме. Работа связана с созданием графического интерфейса и модернизации имеющегося комплекса программ для численного решения уравнений распространения радиоволн. Рук. А.П. Смирнов Моделирование термоупругих процессов в сложных системах. Предполагается создание численных алгоритмов и программ для решения системы уравнений термоупругости. Рук. Э.А. Шагиров 2. Разработка новых информационных технологий для анализа данных. В рамках второго направления предполагается проведение следующих исследований: Сознание адаптивных нейросетевых моделей для задач предсказания временных последовательностей. В качестве приложений рассматриваются задачи предсказания поведения фондового рынка и других сложных систем не обладающих хорошими математическими моделями. Исследование самоорганизующихся сетей для задач распознавания образов. Разработка эволюционных моделей ассоциативной памяти. Исследования начинаются с создания компьютерных систем распознавания текстов, речи и систем обучения новым словам и объектам. Разработка и исследование генетических алгоритмов для моделирования эволюции сложных динамических систем. Рук. А.М. Попов Системы управления базами данных, применение баз данных в научных исследованиях, разработка прикладных информационных систем. Применение Internet и Intranet технологий для научных исследований, применение WWW для организации удаленного доступа к базам данных. Рук. А.В. Педоренко Спец семинар “Технология математического моделирования” Руководители: доцент И.Н. Иновенков, доцент Д.Ю. Сычугов Современный уровень развития научных исследований в мире ставит серьезные задачи по совершенствованию методологии и повышению эффективности математического моделирования. В настоящее время необходимо быстро строить иерархию математических моделей явлений и систем, включая как относительно простые одномерные и двумерные модели, в рамках которых можно проанализировать тонкие эффекты, которые трудно, а иногда и невозможно исследовать аналитически. Для решения соответствующих систем уравнений требуется привлечение современных эффективных численных методов. Современные требования к математическому моделированию подразумевают наличие развитых средств зрительного представления результатов вычислительного эксперимента и предоставление “дружественного” интерфейса пользователю. Значительный интерес представляют исследования ряда абстрактных математических моделей, таких, как фракталы и сильно нелинейные уравнения теплопроводности. В рамках спец семинара студентам предлагается заниматься на выбор: 1. Математическим моделированием сложных физических процессов; 2. Разработкой средств визуализации двумерных и трехмерных векторных полей, включая анимацию; 3. Исследованием фрактальных структур; 4. Исследованием свойств решений сильно нелинейных задач, для которых практически отсутствуют теоретические результаты, методами вычислительного эксперимента. Руководители семинара имеют хорошие научные контакты с исследователями Италии, Японии, Испании. Студенты, проявившие способности к научной работе, рекомендуются в аспирантуру факультета. Спец семинар “Технологии математического моделирования сложных систем” Руководитель: профессор Ф.С. Зайцев На семинаре рассматриваются вопросы применения вычислительной техники и математических методов к моделированию процессов в сложных системах. Спектр возникающих при этом математических задач очень широк, многие задачи трудны и требуют применения и развития последних достижений вычислительной математики и компьютерных технологий. В темах курсовых и дипломных работ, предлагаемых студентам-участникам семинара, представлены многие аспекты прикладной математики. В частности: разработка математических моделей физических процессов; разработка и обоснование численных методов решения систем многомерных нелинейных интегро-дифференциальных уравнений в частных производных, включая методы для последовательно-параллельных вычислений; совершенствование разработанных на кафедре супер-кодов объемом в 30-100 тысяч строк; проведение вычислительного эксперимента с использованием новейшей вычислительной техники; создание программных систем для поддержки супер-кодов, обеспечения вычислительного эксперимента и визуального представления результатов расчетов. Основной акцент ставится на программистские и математические задачи. Имеется возможность выбора конкретного направления исследований. Для участников семинара читаются два спец курса “Программирование численных алгоритмов” и “Использование UNIX на персональных компьютерах”. Темы докладов, предлагаемых студентам, в основном посвящены вопросам современных компьютерных технологий, включая технологии Internet. Основным предметом исследований являются процессы в устройствах с магнитным удержанием плазмы, предназначенных для осуществления управляемых термоядерных реакций. Такие устройства разрабатываются с целью построения в недалекой перспективе относительно безопасных электростанций с практически неисчерпаемым источником энергии. Исследования, проводимые на кафедре АНИ, в которых, в частности, участвуют студенты данного семинара, имеют высокий научный уровень и, в определенной сфере, носят лидирующий характер в международном плане. Поддерживаются научные контакты с исследовательскими центрами в Великобритании и других странах. Студенты и аспиранты, добившиеся хороших результатов в решении научных задач, имеют возможность пройти практику за рубежом.