Кафедра АНИ факультета ВМК МГУ имени М. В. Ломоносова

Версия для печатиВерсия для печати

Кафедра автоматизации научных исследований факультета ВМК МГУ создана в 1988 г. на основе коллектива сотрудников, выделившегося из состава кафедры математической физики (ранее — вычислительной математики). Организатором и руководителем кафедры АНИ — до августа 2014 года был академик Российской академии наук Костомаров Дмитрий Павлович (23.III.1929 – 09.VIII.2014). Под его руководством на кафедре велся широкий круг исследований в области компьютерного моделирования сложных систем и процессов. В настоящее время исполняющим обязанности заведующего кафедрой является Заслуженный профессор МГУ , академик РАЕН, Лауреат Ломоносовской премии первой степени А. М. Попов.

В последние годы в связи с бурным развитием компьютеров и их программного и математического обеспечения, появлением новых высокопроизводительных вычислительных систем значительные изменения претерпела и сама технология исследования сложных научно-технических проблем, а также методология проведения вычислительного эксперимента.
Моделированию молекулярных систем на наномасштабе занимает особое место так как позволяет создавать новые прорывные технологии в электронике и медицине.
В настоящее время актуальной является задача создания больших программных комплексов, предназначенных для моделирования многомерных физических процессов и систем в реальном масштабе времени. Эти комплексы опираются на последние достижения вычислительной математики с привлечением параллельных вычислений. Требуется разработка эффективных и наглядных средств визуализации результатов расчетов.
Одним из основных научных направлений на кафедре автоматизации научных исследований является изучение процессов взаимодействия сверхсильных сверхкоротких лазерных импульсов с веществом. Эти процессы представляют огромный интерес, как с точки зрения фундаментальной науки, так и с точки зрения многочисленных приложений. Одним из наиболее интересных и важных является создание компактных лазерных ускорителей для широкого применения адронной терапии при лечении онкологических заболеваний. Создание подобного ускорителя невозможно без детального полномасштабного компьютерного моделирования взаимодействия лазерных импульса с веществом. Для получения реалистических результатов в разумное время необходимо использование суперкомпьютеров.
Специальное внимание уделяется созданию программ для расчета взаимодействия электромагнитных волн с веществом. Ведутся работы по использованию современных средств компьютерной графики для визуализации результатов научных исследований.
Большое научное традиционное направление связано с разработками в области математического моделирования плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза, и созданием новых информационных технологий на основе нейросетей и генетических алгоритмов для анализа данных.

Кафедра автоматизации научных исследований имеет научное сотрудничество с ведущими научными коллективами из США, Великобритании, Германии и Италии, Японии

При кафедре создана лаборатория открытых информационных технологий.

Премии и награды


Лауреат Государственной премии , Лауреат Ломоносовской премии МГУ I степени - академик РАЕН, профессор Ю.Н. Днестровский,
Лауреат Ломоносовской премии МГУ I степени, Заслуженный профессор МГУ - академик РАЕН по отделению «Прикладная математика и управление» А.М. Попов,
лауреат Шуваловской премии - профессор Ф.С. Зайцев,
член Европейского физического общества - доцент Е.Ю. Ечкина.

Состав кафедры

Докторов физико-математических наук - 4
Кандидатов физико-математических наук -17

Специальные семинары

1.Вычислительная физика и современные нанотехнологии (руководители – проф. А.М.Попов, проф. Ю.Н.Днестровский, доц. А.П.Смирнов, доц. Э.А.Шагиров);
2.Применение моделей вычислительной физики в междисциплинарных исследованиях (руководители – доц. И.Н.Иновенков, доц. Е.Ю.Ечкина, доц. Д.Ю.Сычугов, доц. В.В. Нефедов)
3. Современные методы в фундаментальных исследованиях (руководители – проф. Ф.С.Зайцев, снс А.А.Лукьяница, доц. А.Г.Шишкин)

Курсы и спецкурсы читаемые на кафедре

Кафедральные курсы Вычислительная физика и нанотехнологии – А.М. Попов
Методы анализа данных – М.В. Уфимцев
Визуализация в научных исследованиях – Е.Ю.Ечкина, И.Н.Иновенков
Математические модели динамических процессов в экономике и теория финансовых рисков – В.В. Нефедов
Вычислительные адгоритмы анализа финансовых данных – И.В. Зотов
Программирование вычислительных систем - Ф.С. Зайцев .
Практикум на ЭВМ – Смирнов А.П., Иновенков И.Н., Ечкина Е.Ю.

Специальные курсы

Методы одномерного и многомерного статистического анализа - М.В. Уфимцев
Цифровая обработка звуковых сигналов: теория, алгоритмы и системы – c.н.с. А.Г. Шишкин

Общефакультетские курсы Уравнения в математической физики – Иновенков И.Н.
Введение в численные методы – Нефедов В.В.

Курсы на других факультетах
Математический анализ (высшая школа аудита)- Нефедов В.В.
Информатика с основами геоинформатики (географический) Зотов И.В.
Программирование численные методы и информатика (геологический) Нефедов В.В.

Научно-исследовательская тема кафедры на период 1 января 1916г – 31 декабря 1921 гг


Компьютерное моделирование процессов в наноэлектронике, биомедицине, физике плазмы и эконофизике на основе высокопроизводительных вычислительных систем НИР


Руководитель НИР: Попов А.М.
Ответственный исполнитель: Нефедов В.В.
Участники НИР: Андреев А.С., Аникеев Ф.А., Балыков Г.А., Гришанин А.А., Днестровский Ю.Н., Ершов Н.М., Ечкина Е.Ю., Зайцев Ф.С., Зотов И.В., Иновенков И.Н., Киселев Д.О., Лукьяница А.А., Семенов А.Н., Смирнов А.П., Степанов С.В., Сучков Е.П., Сычугов Д.Ю., Уфимцев М.В., Филиппычев Д.С., Шагиров Э.А., Шеина Е.А., Шишкин А.Г., Шмелев А.Б.


Приоритетное направление научных исследований: Математическое моделирование и численные методы
ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии


В рамках заявленной научной темы предлагается проведение вычислительных экспериментов для изучения процессов в следующих областях современной физики: 1.Квантовое моделирование фазовых переходов в молекулярной системе для создания новых приборов в области нанотехнологий. 2.Разработка новых параллельных численных алгоритмов для решения уравнений Максвелла для нахождения электромагнитных полей при распространении в геометрически сложных системах. 3.Квантовое моделирование нанороботов в биомелекулярных системах на суперкомпьютерах. 4.Разработка новых численных алгоритмов решения трехмерных суперкомпьютерных задач модели частиц в ячейках при определении влияния электромагнитных лазерных импульсов с мультикластерной плазмой. 5.Исследование новых численных алгоритмов и программ для исследования процессов перезамыкания магнитных силовых линий в пространстве с целью идентификации неустойчивочти лабораторной и космической плазмы. 6.Разработка новых алгоритмов диагностики плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза. 7.Исследование стохастических процессов в проблеме удержания плазмы в термоядерных установках. 8.Моделирование комбинированных ВЧ газовых разрядов. Исследование влияния конфигурации установки на характеристики разряда. 9.Дискретное моделирование современных технических устройств с помощи стохастических клеточных автоматов.


Планируемые результаты: 1) Квантовое моделирование фазовых переходов в молекулярной системе для создания новых приборов в области нанотехнологий. 2) Разработка новых параллельных численных алгоритмов для решения уравнений Максвелла для нахождения электромагнитных полей при распространении в геометрически сложных системах. 3) Квантовое моделирование нанороботов в биомелекулярных системах на суперкомпьютерах. 4) Разработка новых численных алгоритмов решения трехмерных суперкомпьютерных задач модели частиц в ячейках при определении влияния электромагнитных лазерных импульсов с мультикластерной плазмой. 5) Исследование новых численных алгоритмов и программ для исследования процессов перезамыкания магнитных силовых линий в пространстве с целью идентификации неустойчивости лабораторной и космической плазмы. 6) Разработка новых эффективных алгоритмов диагностики плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза типа токамак.