На 1.1. 2019 г. на кафедре ведутся НИР по следующим направлениям: – виртуализация операционных систем; – распределенные хранилища данных; – объектно-ориентированное программирование; – теоретическая информатика; – параллельная обработка данных, суперкомпьютерные вычисления; – обработка нечисловой информации; – поисковые системы; – агентные системы; – системы 3D-визуализации; -информационно-вычислительные методы решения сложных задач медицины, нефте– и газоразведки, авиации, ракетостроения, сейсмики, роботостроения; – компьютерное моделирование в механике, биомеханике и физиологии; – математическое и экспериментальное моделирование процессов в механике, гидродинамике и биомеханике; – прикладные вычислительные модели и программные комплексы.
Научные руководители кафедры и темы НИР для студентов и аспирантов Научный руководитель д.ф.-м.н., профессор, член-корреспондент РАН, Петров Игорь Борисович 1. Параллельные вычисления и алгоритмы. 2. Современные высокоточные численные методы. 3. Вычислительные задачи освоения Арктического шельфа. 4. Сейсморазведка нефти и газа. 5. Задачи вычислительной медицины. 6. Вычислительная геофизика. 7. Задачи безопасности железных дорог. 8. Расчетные проблемы авиакосмических систем.
Научный руководитель к.ф.-м.н. Хохлов Николай Игоревич 1. Разработка численных методов и вычислительных алгоритмов для высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем. Научный руководитель к.ф.-м.н. Фаворская Алена Владимировна 1. Разработка численных методов моделирования распространения упругих волн в неоднородных средах. 2. Разработка численных подходов по описанию динамических процессов в неоднородных средах (осреднённые модели, явное выделение неоднородностей, модели Гассмана, Био). Исследование задачи взаимодействия систем в гетерогенных средах. Научный руководитель к.ф.-м.н. Голубев Василий Иванович 1. Разработка методов сейсмической миграции для гетерогенных сред (упругие,трещиноватые). 2. Оценка последствий динамических воздействий на наземные и подземные сооружения. Научный руководитель к.ф.-м.н. Миряха Владислав Андреевич 1. Численное моделирование волновых процессов в твердых деформируемых телах на разномасштабных расчетных сетках разрывным методом Галеркина. Научный руководитель к.ф.-м.н. Васюков Алексей Викторович 1. Моделирование задач прочности композитных конструкций при различных режимах нагружения. 2. Моделирование процессов ультразвуковой диагностики. 3. Использование технологий контейнерной виртуализации для запуска высокопроизводительных научных приложений в модели облачных вычислений. Научный руководитель к.ф.-м.н. Беклемышева Катерина Алексеевна 1. Моделирование задач прочности композитных конструкций при различных режимах нагружения. 2. Численное решение задач неразрушающего контроля изотропных и композитных конструкций. Научный руководитель к.ф.-м.н., доцент Устюжанин Андрей Евгеньевич 1. Робототехника. 2. Агентные технологии. Научный руководитель д.ф.-м.н., профессор Лаврищева Екатерина Михайловна 1. Программная инженерия. Технология программирования, технология открытых систем. Научный руководитель к.ф.-м.н. Кадощук Игорь Тарасович 1. Информационные системы. 2. Big date (работа с большими массивами данных). 3. Задачи информационной безопасности. Научный руководитель д.ф.-м.н., профессор Рязанов Владимир Васильевич 1. Методы распознавания, классификации и прогноза. Научный руководитель к.ф.-м.н. Скороваров Константин Владимирович 1. Компьютерные технологии, предназначенные для обработки и хранения больших объемов информации. 2. Методы компьютерных систем поддержки и принятия решений (СППР). Научный руководитель Подлесных Дмитрий Артурович 1. Облачные вычисления. 2. Анализ данных физических экспериментов в рамках BigData и Cloud Computing. 3. Исследование Европейского проекта Grid для решения научных задач. Автоматизированные проверяющие системы. 4. Разработка системного программного обеспечения для суперкомпьютеров. 5. Изучение аспектов вариабельности сложных систем. 6. Методы верификации и тестирования компонентов и систем. 7. Изучение теории надежности программных и информационных систем. Научный руководитель к.ф.-м.н., доцент Симаков Сергей Сергеевич 1. Моделирование течений биологических жидкостей (кровь, дыхательный газ, лимфа и др.). и их регуляции под действием внешних воздействий и патологических состояний. 2. Моделирование гемостаза при хирургических лапароскопических операциях и интенсивных физических нагрузках. Анализ гипоксических состояний. 3. Гидродинамическое моделирование с использованием пакета OpenFoam. 4. Сетевая медицина: исследование ко-экспрессии генов при различных патологиях. Научный руководитель, к.ф.-м.н., доцент Сюняев Роман Альбертович 1. Моделирование электрофизиологии сердца. Научный руководитель д.ф.-м.н., проф., чл.-корр. РАН, Гущин Валентин Анатольевич 1. Прямое численное моделирование течений несжимаемой однородной и/или стратифицированной жидкости. Научный руководитель к.ф.-м.н. Уткин Павел Сергеевич 1. Математическое моделирование детонационной волны с использованием двухстадийной модели кинетики химических реакций. Научный руководитель д.ф.-м.н Аристова Елена Николаевна 1. Динамический расчет активной зоны быстрого реактора, способного работать в саморегулируемом нейтронно-ядерном режиме, в 2D цилиндрической и 3D гексаго- нальной геометриях. 2. Решение уравнения переноса излучения или незаряженных частиц (нейтронов) на криволинейных сетках (гексаэдры, тетраэдры) на основе схем с квазианалитической интерполяцией. Научный руководитель к.ф.-м.н. Кудрявцева Людмила Николаевна 1. Построение треугольно-полигональных сеток в областях с внутреннимиграницами. 2. Вариационные методы построения сеток высокого порядка. 3. Быстрое вычисление функции расстояния и её обобщений. 4. Сравнение расчетов на различных типах сеток в пакете OpenFoam. Научный руководитель д.ф.-м.н., профессорШифрин Эрнест Григорьевич 1. Численное решение задачи об отскоке футбольного мяча от твердой плоскости. Внутри мяча несжимаемый идеальный газ. 2. Численное решение задачи о деформациях автомобильной шины при периодической по времени вертикальной силы на ось колеса. Внутри колеса несжимаемый идеальный газ. 3. Численное решение задачи о движении вязкой или неувязкой несжимаемой жидкости в упруго деформируемой трубке при периодическом по времени перепаде давления на входе и выходе. (Моделирование движения крови по артерии). 4. Численное решение задачи о стационарном истечении вязкой несжимаемой жидкости из полупространства через круглое отверстие в полупространство с постоянным давлением с учетом сил поверхностного натяжения, стремящихся разорвать истекающую струю. (Моделирование формования волокна из раствора мономера, полимеризующегося при соприкосновении с воздухом). 5. Численное решение задачи о волновом движении жидкости в открытом бассейне с учетом сил тяжести и поверхностного натяжения. 6. Численное решение задачи о волновом движении жидкости в открытом бассейне с учетом сил тяжести и поверхностного натяжения, когда на поверхности воды плавает тело (кораблик). Исследование остойчивости. Научный руководитель к.ф.-м.н., доцент Гасников Александр Владимирович 1. OPLS force field минимизация. Минимизация энергии третичной структуры белка. Исследование завязано на разработки компании БИОКАД. С хорошего начального приближения требуется спуститься в "достаточно хороший"минимум функционала энергии белковой молекулы. Функционал существенно не выпуклый. Исследование существенно завязано на разработку численных методов глобальной оптимизации (детерминированных, рандомизированный). В ходе исследования студенты получат возможность познакомиться с современными концепциями численных методов оптимизации (автоматическое дифференцирование, быстрый пересчет, покомпонентные, спуски с выбором максимальной компоненты, деревья диапазонов(вычислительная геометрия)), некоторые из которых также могут быть полезны, например, при изучении нейронных сетей и многих других задач. 2. Составление расписания работы планировщика, распределяющего ресурсы вышки сотовой связи. В предлагаемом исследовании, инсценированном компанией Хуавей, планируется изучать (разрабатывать) индексные стратегии для задач составления расписания порядка обслуживания клиентов сотовой вышки, исходя из уже накопленной истории их обслуживания. Математически речь идет о развитии таких понятий как индексы Гиттинса и Уитла,возникающих при поиске решения задач управления мартовскими процессами. 3. Поиск равновесного распределения транспортных потоков в многостадийный модели - создание отечественного пакета транспортного моделирования. По этому направлению читается курс в МФТИ от кафедры МОУ и Информатики https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1607/1607.03142.pdf глава 1 (математическое описание задачи). Студентам, выбравшим этот проект, будет предложено поучаствовать в разработке программного продукта, востребованного, например, в НИиПИ Генплана г. Москвы по созданию транспортной модели города. Материалы по проектам, а также другие направления возможных исследований можно (со временем) находить вот здесь https://arxiv.org/find/all/1/all:+gasnikov/0/1/0/all/0/1 Научный руководитель к.ф.-м.н., Бабичев Сергей Леонидович 1. Моделирование дискретных систем недетерминированными конечными автоматами. 2. Верификация параллельных алгоритмов с помощью сетей Петри. 3. Приведение последовательных алгоритмов к параллельной форме с использованием не блокирующих примитивов синхронизации. 4. Построение распределённых вычислительных систем для решения обратных задач со сложно вычислимыми функциями. см. темы НИР
Суперкомпьютерные технологии (параллельные технологии и алгоритмы). Научный руководитель Петров И.Б. Суперкомпьютерное моделирование в областях. Научный руководитель Петров И.Б
Аннотация к НИР по вычислительной математике:
Моделирование физических и технических систем Моделирование физиологических (биомеханических) систем Математические и программные методы моделирования