МОЛОДЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ РАЗВИВАЮТ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В.Барахнин, к.ф.-м.н.
член бюро Совета научной молодежи ННЦ СО РАН
С 29 по 31 октября в новосибирском Академгородке прошла Международная конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям. Подобные мероприятия ежегодно, начиная с 2000 года, организуются Институтом вычислительных технологий СО РАН. Как и в предыдущие годы, программный комитет конференции возглавлял директор ИВТ СО РАН академик Ю.Шокин. Работой оргкомитета руководил заместитель директора института профессор В.Ковеня.
 |
Следует подчеркнуть, что география участников молодежных конференций неуклонно расширяется — если первая конференции, посвященная 10-летию ИВТ СО РАН, собрала гостей лишь из пяти городов Сибири, то ныне масштаб молодежного научного форума вышел далеко за рамки СО РАН — участники представляли не только сибирский регион (Новосибирск, Томск, Красноярск, Иркутск, Омск, Барнаул, Бийск, Кемерово, Ханты-Мансийск), но и европейскую часть страны (Москва, Уфа, Стерлитамак), и Урал (Екатеринбург), и Дальний Восток (Владивосток). Всего же в работе конференции приняло участие более 100 молодых ученых из 14 городов России, в том числе 40 иногородних. К сожалению, ряд докладчиков из городов Европейской части России, а также стран СНГ (Украина, Белоруссия, Узбекистан, Казахстан) не смогли приехать в Новосибирск из-за финансовых трудностей.
На открытии конференции с приветственным словом к ее участникам обратились: первый заместитель председателя СО РАН академик В.Молодин и председатель Совета научной молодежи ННЦ к.г.-м.н. В.Ананьев.
На пленарном заседании молодые исследователи получили возможность прослушать несколько лекций ведущих ученых СО РАН. Зам. директора ИВТ профессор А.Федотов посвятил свой доклад создаваемой в Отделении "Интегрированной распределенной информационной системе СО РАН", в которой будет аккумулироваться большая часть необходимой для сотрудников информации, в том числе полнофункциональная система об интеллектуальном потенциале Отделения и "Электронная библиотека Сибирского отделения РАН". С этим докладом перекликалось сообщение директора ГПНТБ СО РАН профессора Б.Елепова об информационных ресурсах ГПНТБ, в частности, о Научной электронной библиотеке, содержащей полные версии журналов издательств Elsevier, Springer и др. Слушатели тщательно записывали URL-адреса информационных ресурсов, о которых рассказывали докладчики.
Две лекции были посвящены современным проблемам вычислительной математики. Профессор В.Ковеня рассказал о некоторых тенденциях развития математического моделирования, обратив особое внимание на проблему выбора математических моделей и численных алгоритмов, который определяется не только характером решаемой задачи, но и возможностями имеющейся в распоряжении исследователя ЭВМ. В докладе д.ф.-м.н. С.Шарого речь шла о применении интервальных методов для одной из наиболее сложных задач численного анализа — приближенного решения систем нелинейных уравнений.
Переходя к рассказу о докладах молодых участников конференции, надо отметить, что среди выступавших были и вполне сформировавшиеся исследователи, в том числе 9 кандидатов наук, доклады которых были заслушаны на втором пленарном заседании, и те, кто делает в науке свои первые шаги (15 студентов и магистрантов). Основную же массу докладчиков — около 60 человек, т.е. более половины участников конференции — составили аспиранты институтов СО РАН и высших учебных заведений.
Наибольшее число докладов (более 50) было заслушано на секции математического моделирования и вычислительной математики. Они затрагивали практически все основные проблемы математического моделирования — от аналитических методов исследования уравнений до создания программных комплексов для решения прикладных задач.
Интересные результаты в области теории устойчивости гидродинамических систем были получены учениками профессора А.Блохина (ИМ) Р.Бушмановым (НГУ), исследовавшим асимптотическую устойчивость состояния равновесия одной гидродинамической модели переноса заряда в полупроводниках, и Е.Овечкиным (НГУ), совместно с В.Доровским установившим неустойчивость ударных волн в слоистых структурах. В.Алексеев (ИМ) получил асимптотические оценки на бесконечности решений задачи Коши для одного уравнения соболевского типа. Ю.Чернышев (УрГУПС, Екатеринбург) доказал существование и единственность решения задачи безударного сильного сжатия одномерных и двумерных слоев теплопроводного невязкого газа. А.Чесноков (ИГиЛ) исследовал характеристические свойства, точные и численные решения кинетического уравнения пузырьковой жидкости.
Большинство докладов, в которых предлагались новые вычислительные алгоритмы, были посвящены развитию методов конечных элементов и конечных объемов. Здесь задавали тон ученики профессора НГТУ Э.Шуриной. Так, А.Стыврин использовал модифицированный метод конечных объемов на неструктурированных сетках для решения задач волновой гидродинамики. В докладе О.Нечаева и О.Комченовской исследованы конечноэлементные аппроксимации с использованием векторных базисных функций. М. и А. Гельберы рассказали о применении таких аппроксимаций для решения задач электромагнетизма, в частности, для моделирования электромагнитного поля дефектоскопа нефтегазовых скважин.
Другим важным направлением развития вычислительной математики является разработка алгоритмов параллельных вычислений для многопроцессорных ЭВМ. В докладе К.Михайленко и С.Лукащука (Институт механики УНЦ РАН, УГАТУ, Уфа) описан параллельный алгоритм решения уравнений Навье-Стокса для кластерных вычислительных систем. В.Нефедов (НГТУ) предложил распараллеливать по потоку данных задачи с полиномиальной алгоритмической сложностью решения.
Среди работ, посвященных численному решению задач гидродинамики, можно отметить проводимые под руководством доцента ИВТ С.Черного расчеты гидротурбин. С.Шаров рассказал о моделировании течения в турбомашине с учетом взаимодействия между ротором и статором, а В.Лапин с соавторами исследовал влияние зазора между лопастями и корпусом поворотно-лопастной гидротурбины на особенности и характеристики течения. Устойчивость магнитогидродинамического течения в кольцевом зазоре изучена в докладе А.Поскурина (АГУ, Барнаул), а его коллега Д.Попов провел для того же зазора моделирование ламинарно-турбулентного перехода двухфазных течений. В.Саломатов (ИВТ) решил задачу математического моделирование процессов в электрической дуге, приэлектродных зонах и электродах на основе совместного подхода.
В ряде докладов исследовались волновые процессы в жидкости. Под руководством профессора Кемеровского университета К.Афанасьева Е.Березин провел численное моделирование задачи взаимодействия уединенной волны с частично погруженным в жидкость телом. А.Анисимов (ИВМиМГ) предложил новый метод расчета наката волн цунами на берег произвольного профиля. А.Бочаров (ИТ) численно исследовал пространственные волны на границе раздела двухслойной жидкости.
Группа молодых исследователей — учеников профессора ТГУ А.Гришина осуществила комплексное моделирование лесных пожаров. Н.Барановский исследовал влияние метеорологических условий, грозовой активности и антропогенной нагрузки на вероятность возникновения лесного пожара, он же совместно с О.Якимчуком получил проанализировал коэффициенты эмиссии загрязняющих веществ, а Д.Макаренко и О.Шипулина провели численное моделирование задачи распространения верхового лесного пожара с учетом многокомпонентной газовой фазы и сажеобразования.
Изучение строения вещества методами математического моделирования проведено в докладах А.Белкина (НГАСУ), исследовавшего диффузию наночастиц методом молекулярной динамики, и Д.Полянского (ДГУ, Владивосток), предложившего использовать стохастические деревья Кейли в моделировании квазикристаллических структур.
Применению математических методов в биологии посвящены доклады омичей (ОмГУ) Б.Пичугина "Стохастические модели популяций с сезонным размножением и самолимитированием", А.Пичугиной "Нелинейная интегральная модель Шарпа-Лотки и свойства ее решений" и Ф.Колпакова (КТИ ВТ), рассказавшего о моделировании биологических систем с использованием системы программирования BioUML.
На секции информационных технологий было заслушано более 40 сообщений. Большой цикл докладов молодых сотрудников и аспирантов ИВТ был посвящен разработке и созданию распределенных информационных систем для различных областей науки. Чтобы читатели получили представление о том, насколько широкое распространение получили распределенные информационные системы, достаточно просто перечислить названия докладов: "Разработка концепции интегрированной информационной системы научного сообщества" (В.Барахнин), "О принципах построения информационных систем" (А.Гуськов), "Объектный подход к построению информационных систем" (Ю.Леонова), "Разработка информационной модели автоматизации поддержки сайта" (Н.Савельева, Е.Рычкова), "Способы классификации документов в интеренет" (А.Караханов), "Автоматическая классификация интернетресурсов" (Г.Егоров), "Структура каталога для описания математических Web-ресурсов" (М.Котенков), "Разработка информационной модели электронного справочника" (Н.Кравцова), "Обработка статистической информации в информационной системе "Биоразнообразие животного и растительного мира Сибири"" (С.Столяров).
К перечисленным докладам близки по тематики сообщения аспирантов ИСИ Т.Волянской "Виртуальный музей истории информатики в Сибири" и С.Коваля "Web-система хранения, структурирования и показа электронной документации и статей".
Еще одна важная область применения информационных технологий — автоматизация физических экспериментов и обработка их результатов. Так, в докладе И.Орлова и В.Каликина (ИЯФ) были описаны особенности применения базового комплекса программного обеспечения XonLine, который организует управление экспериментом на встречных электронно-позитронных пучках посредством набора взаимодействующих процессов. В другом докладе этих же авторов была представлена программа обработки интерферограмм интерферометра Маха-Цандера. Р.Нестуля (ИТПМ) рассказал об использовании технологий баз данных для хранения, обработки, анализа и представления результатов аэродинамических экспериментов. Доклад бийчан В.Ефимова и Е.Максименко (ФНПЦ "Алтай") был посвящен применению вейвлет-технологии в адаптивной ультразвуковой толщинометрии. А.Коломеец (ТГУ) предложил метод сжатия проверяющих тестов для цифровых схем. В докладе Д.Мехонцева и И.Лобива (ИСИ) было представлено решение задачи нахождения оптимального положения тела в пространстве по данным, поступающим с одномерных камер, для трехмерной оптической системы анализа движения.
Молодые ученые из Иркутска, работающие под руководством И.Бычкова и А.Хмельнова (ИДСТУ), сообщили об исследованиях в области разработки геоинформационных систем: А.Гаченко рассказал о технологии публикации ГИС-данных в сети интернет, а Ю.Новицкий представил новый метод защиты информации в корпоративной ГИС.
Кроме того, одно из заседаний секции информационных технологий было посвящено докладам, в которых рассказывалось об особенностях применения современных программных средств и технологий, в частности, UML, XML, XSL, FunnelWEB и др.
На секции задач поддержки принятия решений было заслушано 12 докладов. Пять из них было представлено молодыми красноярцами — учениками К.Симонова (ИВМ), занимающимися разработкой и создания систем мониторинга природных и антропогенных катастроф. Так, С.Перетокин рассказал о системе сейсмического мониторинга юга Красноярского края на основе цифровых станций, С.Липовка предложил методику оценки сейсмического риска; построив модель сейсмической опасности для указанной территории, В.Шмидт предложил модель оценки состояния уникальных гидротехнических сооружений после землетрясений с использованием теории нечетких множеств. Т.Сизова провела изучение риска наводнений от весенних паводков, а О.Гусейнова на основе теории подобия исследовала основные закономерности в проблеме цунами.
Другая традиционная область применения экспертных систем — это медицина. А.Повалихин (ИВЭП) рассказал об адаптации метода Байеса к медицинской диагностике, а И.Драгун (АГУ) описал систему поддержки принятия решений при операциях у больных механической желтухой.
Наконец, использованию экспертных систем в связи был посвящен доклад Е.Долгих и Д.Зачатейского (ОФ ИМ) "Задачи поддержки принятия решений при планировании работы системы коротковолновой радиосвязи".
Конечно, в рамках газетной статьи невозможно сделать обзор сотни докладов, поэтому мы рекомендуем посетить интернет-страницу конференции http://www.ict.nsc.ru/ws/YM2002/, на которой размещена программа мероприятия, опубликованы тезисы и тексты докладов.
Конференция получила финансовую поддержку РФФИ. Особо хотелось бы отметить организационную и финансовую помощь, оказанную Советом научной молодежи ННЦ. Благодаря этой помощи оргкомитету удалось оплатить командировки большого числа иногородних участников и подготовить к печати сборник тезисов конференции. На заключительном заседании конференции было единодушно отмечено, что проведение конференций молодых ученых является залогом успешного развития отечественной науки, так как подобные мероприятия дают возможность общения молодых исследователей из разных городов России и являются хорошей школой публичного выступления и ведения научных дискуссий. Проведение следующей конференции намечено в 2003 годе в Красноярске на базе Института вычислительного моделирования СО РАН.
стр. 8