Общая информация   Научные направления  Ученый совет  Диссертационный совет  Сотрудники  Семинары

Конференции  Проекты  Отчеты  Публикации  Издания ИВМ  Инновации  Кластер ИВМ  Кафедры  Аспирантура

Студенты и аспиранты   Преподаватели   Учебный план   Система образования   Достижения   Выпускники

Общая информация:

история, базовый институт, научные направления, материальная база,

новые технологии образования, популяризация знаний

История кафедры

Кафедра была основана в 1980 г. (приказ по МФТИ № 711-3 от 23.07.1980г.). Выдержка из приказа:

"Организовать на факультете проблем физики и энергетики базовую кафедру Физико-математических проблем окружающей среды. Утвердить в качестве основной базовой организации Отдел вычислительной математики Академии наук СССР. Назначить заведующим базовой кафедрой академика Марчука Г.И." Приказ подписан ректором О.М.Белоцерковским.

В 1983 году кафедра была переименована в кафедру математического моделирования физических процессов (решение кафедры от 16.09.1983, протокол №2).

В 1991 году базовая организация была преобразована в Институт вычислительной математики АН СССР (постановление Президиума АН СССР №245 от 1.10.1991г.).

Заведующие кафедрой:

Академик Марчук Гурий Иванович (с 1980г. по 2004г.)

Академик Дымников Валентин Павлович (с 2004-2014).

Технический секретарь кафедры: Гренкова Татьяна Львовна, тел. 984-81-20, доб. 39-16.

Базовый институт

ИВМ РАН (академик РАН, Евгений Евгеньевич Тыртышников) - институт уникальный, его штат составляет всего 65 человек, из них 55 научных сотрудников. Уровень квалификации сотрудников очень высок: 28 докторов наук (из них 2 действительных члена РАН и 3 член-корреспондент) и 25 кандидатов наук. Средний возраст научных сотрудников составляет примерно 45 лет.

ИВМ РАН является базовой организацией для проведения занятий и прохождения преддипломной практики студентов кафедры математического моделирования физических процессов Московского физико-технического института. В ИВМ РАН проходят практику студенты механико-математического факультета МГУ (кафедра вычислительной математики), а также студенты кафедры вычислительных технологий и моделирования ВМК МГУ. Институт тратит огромные усилия на воспитание молодых специалистов высокой квалификации: 30 сотрудников института являются преподавателями базовых кафедр, еще 3 сотрудника преподают на других кафедрах Московского университета.

Подготовка выпускников на этих кафедрах играет важную роль для пополнения научных кадров ИВМ РАН. Следует отметить, что из 55 научных сотрудников в настоящее время в ИВМ РАН работает 29 выпускников кафедры математического моделирования физических процессов МФТИ и 11 выпускников МГУ. Деятельность базовой кафедры ИВМ РАН была поддержана в последние годы в рамках программы целевых расходов Президиума РАН.

Научные направления

Свое название кафедра получила не случайно: все научные направления, развиваемые здесь, объединены общим подходом к решению задач на основе методов математического моделирования.

Основными направлениями научной деятельности ИВМ РАН и кафедры математического моделирования физических процессов МФТИ являются: вычислительная математика, математическое моделирование, параллельные вычисления.

В рамках этих направлений была определена тематика научных исследований:

• Вычислительные технологии в математике (Фундаментальные исследования в области вычислительной математики; эффективные методы решения задач математической физики, технологии решения больших задач, теория численных методов линейной алгебры, теория сопряженных уравнений, теория параллельных вычислений).
• Математическое моделирование природной среды и климата (Создание математической теории климата, численное моделирование циркуляции атмосферы и океана, построение глобальных климатических моделей).
• Анализ и моделирование сложных систем (окружающая среда, экология, медицина, иммунология, биоинформатика).

Математику называют языком физики. Эти дисциплины всегда были тесно связаны и взаимно обогащали друг друга идеями и методами. Раньше из обширного математического аппарата физики применяли в основном аналитические и полуаналитические методы и приемы. Теперь все чаще обращаются к математическому моделированию, когда исследуемый физический процесс описывается некоторой математической моделью, представляющей собой систему дифференциальных или интегро-дифференциальных уравнений математической физики. Реализация математических моделей на ЭВМ осуществляется с помощью методов вычислительной математики, которые непрерывно совершенствуются вместе с прогрессом в области электронно-вычислительной техники.

Начиная с третьего курса, на кафедре основное внимание уделяется преподаванию вычислительной математики, программированию и основам вычислительной техники; 4-5 часов в неделю студенты обучаются квалифицированному решению задач на ЭВМ. В распоряжение студентов предоставляются современные вычислительная техника, персональные компьютеры и другое оборудование. Этот этап обучения завершает курс вычислительной физики, где студенты используют приобретенные знания для решения конкретных физических задач на ЭВМ.

Одна из задач, стоящих перед студентами и выпускниками кафедры, - выявить и понять закономерности явлений в природе с помощью математических моделей. Студенты изучают различные проблемы ядерной физики и электродинамики, физики атмосферы и океана, глобальных изменений окружающей среды, экологии, медицины и иммунологии. Например, в настоящее время кафедра принимает участие в широком комплексе исследовательских работ по изучению проблемы крупномасштабного взаимодействия атмосферы и океана, их глобальной изменчивости и устойчивого развития. Основное внимание при этом уделяется разработке, совершенствованию и реализации на ЭВМ математических моделей.

Студенты старших курсов и аспиранты кафедры имеют возможность участвовать в научно-исследовательских работах и проектах, направленных на решение перечисленных выше проблем.

В математическом моделировании основное внимание уделяется разработке современных методов вычислительной математики и новейших средств вычислительной техники. Работа в этой области весьма многогранна.

Численное моделирование на ЭВМ предъявляет к исследователю особые требования. Кроме отличной подготовки по вычислительной математике и программированию, он должен прекрасно представлять себе физические особенности решаемой задачи, уметь интерпретировать результаты моделирования. Физика микромира, взаимодействие атмосферы и океана, иммунные реакции организма человека - вот далеко не полный перечень проблем, которые приходится решать студентам и аспирантам кафедры.

Еще одно научное направление исследований, называемое «Отображение алгоритмов на архитектуру вычислительных машин и параллельные вычисления», является новым не только для института и кафедры, но и для науки в целом. Дело в том, что математическое моделирование крупнейших современных задач физики в области управляемого термоядерного синтеза, теории климата, генной инженерии и многих других предъявляет к ЭВМ такие требования по быстродействию и объему передаваемой информации, которые еще недавно казались фантастическими (сотни миллионов и даже миллиардов операций в секунду). Универсальная ЭВМ никогда не может быть одинаково хорошей для решения всех задач сразу. Вопросами параллельных вычислений, архитектуры проблемно-ориентированных и даже ориентированных на конкретные методы вычислительной математики ЭВМ также занимаются на кафедре.

Наличие высококвалифицированного научного персонала, а также синтез математических и физических исследований дают возможность кафедре решать на мировом уровне задачи вычислительной математики и математической физики.

Материальная база

ИВМ РАН располагает современной вычислительной техникой, в частности имеет вычислительный кластер SGI Altix 1300 на базе 4-ядерных процессоров Intel Xeon 5355 с пиковой производительстью 3,3 Тфлопс. Имеется также терминальный класс для занятий со студентами на базе персональных компьютеров "Пентиум-4" на 10 рабочих мест.

Новые технологии образования

Разработана информационно-справочная система для создания электронных энциклопедий и электронных учебников в области математики и информатики. Создана электронная энциклопедия по линейной алгебре (академик Воеводин В.В., чл.-корр. Воеводин Вл.В., http://lineal.guru.ru/lineal3/help.html)

Популяризация знаний

Известные ученые кафедры и ИВМ РАН участвуют в популяризации научных знаний и научно-технических достижений, публикуя статьи в центральной прессе, выступая на телевидении. Академик Г.И.Марчук был президентом общества "Знание" с 2000 по 2004 гг., он является автором многих популяризационных и энциклопедических статей и книг. Среди других сотрудников - профессор Погожев И.Б., автор книги "Беседы о подобии процессов о живых организмах", а также д.ф.-м.н. Дубовский П.Б. - лауреат премии РФФИ по результатам конкурса научно-популярных статей. Ряд сотрудников ИВМ РАН (академик В.П.Дымников, академик Г.И.Марчук, д.ф.-м.н. В.И.Агошков, д.ф.-м.н. А.А.Романюха, д.ф.-м.н. А.Е.Алоян, д.ф.-м.н. В.П.Шутяев и др.) являются авторами научно-популярных статей в энциклопедии EOLSS (систем жизнеобеспечения) и в научно-популярных журналах и газетах.

Студенты и аспиранты кафедры принимают активное участие в ежегодных научных конференциях МФТИ. В рамках этих конференций сотрудниками кафедры организуется и проводится специальная секция по вычислительным методам и математическому моделированию.

Востребованность методов образования для других образовательных структур

Опыт и методы преподавания на кафедре используются в МГУ (кафедра вычислительных технологий и моделирования ВМК) и на других факультетах Физтеха (в частности, ФУПМ).

Многие профессора кафедры являются руководителями или консультантами аспирантов зарубежных университетов.

Достижения и награды

1. Премия им. М.А.Лаврентьева (учредитель СО РАН) присуждена Марчуку Г.И. (2001).
2. Премия МАИК «Наука» присуждена Марчуку Г.И. (2001).
3. Золотая медаль имени П.Л.Чебышева Российской академии наук присуждена Лебедеву В.И. (2002).
4. Медаль Российской академии наук для молодых ученых присуждена Грицуну А.С. (2002).
5. Лауреатами грантов в области математики и механики по программе «Выдающиеся ученые, молодые доктора и кандидаты наук» Благотворительного фонда содействия отечественной науке (учредители: РАН, Сибнефть, Русский Алюминий) стали сотрудники кафедры: Тыртышников Е.Е., Шутяев В.П., Богатырев А.Б., Грицун А.С. (2001-2004).
6. Грант Президента Российской Федерации молодым кандидатам наук присужден Горейнову С.А. (2003).
7. Премия ИВМ РАН им.Александра Соколова присуждена Дмитриеву Е.В. (2001).
8. Премия ИВМ РАН имени Александра Соколова за 2002 год присуждена студенту базовой кафедры математического моделирования физических процессов МФТИ Савостьянову Д.В. за успехи в области параллельных вычислений, а также в деле обучения студентов и школьников.
9. Премия Правительства Российской Федерации в области образования (2003) присуждена Воеводину В.В. и Воеводину Вл.В. за цикл научно-образовательных изданий для высшей школы «Высокопроизводительные вычисления»
10. Большая золотая медаль Российской академии наук им. М.В.Ломоносова (2004) присуждена академику Г.И.Марчуку за выдающийся вклад в создание новых моделей и методов решения задач в физике ядерных реакторов, физике атмосферы и океана и иммунологии.
11. Общенациональная неправительственная Демидовская премия научного Демидовского фонда (2004) присуждена академику Г.И.Марчуку за фундаментальный вклад в решение важнейших прикладных задач - разработку ядерных реакторов, создание оперативных численных схем прогноза погоды, решение важных проблем охраны окружающей среды, проблем иммунологии и клинической медицины
12. Ордена “За заслуги перед Отечеством” 2-ой степени (2005) удостоен Марчук Г.И.
13. Медаль Российской академии наук в области математики (2005) присуждена студенту 5 курса кафедры Оселедцу Ивану Валерьевичу за работу “Эффективные методы для больших матриц на основе тензорных аппроксимаций и вейвлет-преобразований на неравномерных сетках”.
14. Второе место в конкурсе на лучший проект в области высокопроизводительных вычислений с проектом "Параллельные технологии построения тензорного разложения для решения больших задач". (Конкурс проводился в 2006 году НИВЦ МГУ, ИПС РАН, корпорацией Sun Microsystems, компанией "Т-Платформы" и корпорацией AMD).
15. Лауреатами грантов    по программе ''Выдающиеся ученые, молодые доктора и кандидаты наук'' Благотворительного фонда содействия отечественной науке (учредители:  РАН, ''Сибнефть'', ''Русский алюминий'') стали в 2006 году преподаватели кафедры: д.ф.-м.н. Толстых  Михаил Андреевич, к.ф.-м.н. Пармузин Евгений Иванович, выпускник кафедры - аспирант Савостьянов Дмитрий Валерьевич.
16. Гранты Президента Российской Федерации молодым докторам наук и молодым кандидадам наук присуждены преподавателям кафедры д.ф.-м.н. Богатыреву Андрею Борисовичу, к.ф.-м.н. Дмитриеву Егору Владимиричу.
17. Премия ИВМ РАН имени Александра Соколова за 2006 год  присуждена аспиранту МФТИ Фадееву Ростиславу Юрьевичу за научные  достижения и работу по администрированию 32-процессорного кластера ИВМ РАН.
18. Почётное звание ''Заслуженный деятель науки Российской Федерации'' присуждено в 2007 году д.ф.-м.н., профессору Агошкову Валерию Ивановичу за большие заслуги в научной деятельности.
19. Премия ИВМ РАН имени Александра Соколова за 2007 год  присуждена выпускнику кафедры, научному сотруднику, к.ф.-м.н. Оселедцу Ивану Валерьевичу за научные  достижения и успешную работу по настройке кластера OST.
20. Орденом Почёта РФ награждён академик Дымников Валентин Павлович за большой вклад в развитие науки и многолетнюю плодотворную деятельность.
21. Премия РАН им. С.В.Ковалевской присуждена д.ф.-м.н. Богатырёву Андрею Борисовичу за цикл работ "Экстремальные многочлены и римановы поверхности".
22. Грант Президента Российской Федерации молодым кандидатам наук присуждён к.ф.-м.н. Оселедцу Ивану Валерьевичу (научный руководитель — чл.-корр. РАН Тыртышников Е.Е.).
23. Премия ИВМ РАН имени Александра Соколова присуждена аспиранту МФТИ Кулямину Дмитрию Вячеславовичу за активное применение новой вычислительной техники в научный работе, а также за педагогическую работу, в том числе связанную с освоением молодежью современной вычислительной техники.
24. Премия за 2 место в конкурсе студенческих научно-исследовательских проектов ФПФЭ МФТИ присуждена аспиранту Кулямину Дмитрию Вячеславовичу.
25. Премия за 3 место в конкурсе студенческих научно-исследовательских проектов ФПФЭ МФТИ присуждена студенту МФТИ Казееву Владимиру Алексеевичу.
26. Премия за 1 место в конкурсе аспирантских работ секции математического моделирования физических процессов на 52-ой научной конференции МФТИ присуждена аспирантке МГУ Лебедевой Ольге Сергеевне.
27. Премия за 1 место в конкурсе студентов бакалавриата секции математического моделирования физических процессов на 52-ой научной конференции МФТИ присуждена студенту МГУ Андриенко Назару Юрьевичу.
28. Премия за 1 место в конкурсе студентов магистратуры секции математического моделирования физических процессов на 52-ой научной конференции МФТИ присуждена студенту МФТИ Долгову Сергею Владимировичу.
29. Медалью Вильгельма Бьёркнеса Европейского геофизического союза награждён академик Марчук Гурий Иванович за выдающиеся достижения в области атмосферных исследований.
30. Почётным Членом Американского метеорологического общества избран академик Марчук Гурий Иванович.
31. Лауреатами грантов    по программе "Выдающиеся ученые, молодые доктора и кандидаты наук" Благотворительного фонда содействия отечественной науке (учредители:  РАН, "Сибнефть", "Русский алюминий") стали: д.ф.-м.н. Василевский Юрий Викторович, к.ф.-м.н. Оселедец Иван Валерьевич, к.ф.-м.н. Ставцев Станислав Леонидович, к.ф.-м.н. Каркач Арсений Сергеевич, аспирант Ботвиновский Евгений Александрович.
32. Грант Президента Российской Федерации молодым докторам наук  присужден  д.ф.-м.н. Богатырёву Андрею Борисовичу.
33. Премия ИВМ РАН имени Александра Соколова присуждена аспиранту Данилову Александру Анатольевичу за научные достижения и большой вклад в освоение вычислительного кластера Института.
34. Премия за 1 место в конкурсе студенческих и аспирантских работ на международной конференции NUMGRID-2008 присуждена аспиранту Данилову Александру Анатольевичу за разработку генератора неструктурированных тетраэдальных сеток.
35. Премия за 2 место в конкурсе компании "Т-платформы" по разработке программного обеспечения для процессора PowerXCell 8i  присуждена аспиранту Микушину Дмитрию Николаевичу за проект "Оптимизация проекта для математического моделирования гидродинамических процессов GeoPhyCell".
36. Премия за 3 место в конкурсе компании "Т-платформы" по разработке программного обеспечения для процессора PowerXCell 8i  присуждена старшему научному сотруднику, к.ф.-м.н. Оселедцу Ивану Валерьевичу за проект "Реализация задачи многих тел на платформе Cell".
37. Премия за 1 место в конкурсе студенческих и аспирантских работ кафедры математического моделирования физических процессов на 51-ой научной конференции МФТИ присуждена аспиранту Кулямину Дмитрию Вячеславовичу.
38. Медаль и премия Российской академии наук для молодых ученых в области математики присуждена к.ф.-м.н. Оселедцу Ивану Валерьевичу и к.ф.-м.н. Савостьянову Дмитрию Валерьевичу за цикл работ "Эффективные методы разложения тензоров в общих и конечных полях и их применение" (2010).
39. Грант Президента Российской Федерации молодым кандидатам наук присуждён к.ф.-м.н. Оселедцу Ивану Валерьевичу (научный руководитель - чл.-корр. РАН Тыртышников Е.Е.) (2010).
40. Премия ИВМ РАН имени Александра Соколова присуждена аспирантке ВМК МГУ Лебедевой Ольге Сергеевне за активную и инициативную работу по пропаганде ИВМ РАН и кафедры ВТМ в МГУ и аспиранту ВМК МГУ Калмыкову Владимиру Владимировичу за повышение уровня суперкомпьютерного моделирования ИВМ РАН (2010).
41. Лауреатом гранта по программе "Лучшие аспиранты РАН" Благотворительного фонда содействия отечественной науке (учредители: РАН, "Сибнефть", "Русский Алюминий") стала Захарова Наталья Борисовна (2010).
42. Премия Минобрнауки для поддержки талантливой молодежи присуждена аспирантке МГУ Лебедевой Ольге Сергеевне - победительнице Международного молодежного научного форума "Ломоносов-2010" (2010).
43. Диплом 1 степени Юбилейного конкурса научных работ студентов и аспирантов факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ присужден аспирантке кафедры вычислительных технологий и моделирования Лебедевой Ольге Сергеевне (2010).
44. Диплом за победу в конкурсе "Лучший доклад результатов научно-исследовательских работ" на всероссийской конференции "Проведение научных исследований в области информационно-телекоммуникационных технологий" присужден аспиранту ИВМ РАН Заячковскому Антону Олеговичу (2010).
45. Премия за 1 место в конкурсе аспирантских работ секции математического моделирования физических процессов на 53-ой научной конференции МФТИ присуждена аспиранту МГУ Калмыкову Владимиру Владимировичу (2010).
46. Премия за 1 место в конкурсе студентов магистратуры секции математического моделирования физических процессов на 53-ой научной конференции МФТИ присуждена студенту МФТИ Ассовскому Максиму Владимировичу (2010).
47. Премия за 1 место в конкурсе студентов магистратуры секции математического моделирования физических процессов на 53-ой научной конференции МФТИ присуждена студенту МФТИ Долгову Сергею Владимировичу (2010).
48. Диплом 1 степени Конкурса дипломных работ факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ присужден студенту кафедры вычислительных технологий и моделирования Заячковскому Антону Олеговичу (2010).

Преподаватели кафедры математического моделирования физических процессов факультета проблем физики и энергетики

Учебные планы кафедры математического моделирования физических процессов факультета проблем физики и энергетики

БАКАЛАВРИАТ

Численный анализ

Функциональный анализ и вычислительная математика

Вычислительные методы математической физики

Матрицы и вычисления

Сопряженные уравнения и методы оптимального управления

Введение в геофизическую гидродинамику

Современные вычислительные технологии

Вычислительная физика

Теория устойчивости движения и спектральный анализ нестационарных систем

Проекционно-сеточные методы

Методы математической статистики

Практикум по математическому моделированию

Спецсеминар «Математическое моделирование физических процессов»

НИР: Научно-исследовательская работа бакалавра

МАГИСТРАТУРА

Практические методы решения систем алгебраических уравнений

Динамика океана

Параллельные методы суперкомпьютерных вычислений

Математическое моделирование общей циркуляции атмосферы

Введение в теорию устойчивости полудинамических систем

Многосеточные методы и методы декомпозиции области

Матричные методы для сжатия и анализа данных

Гидродинамика атмосферных систем и задачи экологии

Математическое моделирование в иммунологии и медицине

Римановы поверхности и приложения

Решение обратных задач в геофизике и климатологии

Спецсеминар «Математическое моделирование физических процессов»

НИР: Научно-исследовательская работа магистра

Выпускники кафедры

Студенты и аспиранты кафедры (2013 - 2014 учебный год).       Архив

Студенты и аспиранты   Преподаватели   Учебный план   Общая информация   Система образования   Достижения   Выпускники