Сведения за 2013-2015 г.г. для проведения экспертизы в рамках оценки результативности деятельности научных организаций, подведомственных ФАНО России

23 августа 2017

Наименование института: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматизации проектирования Российской академии наук (ИАП РАН)

Отчет по основной референтной группе 2 Гидро- и аэродинамика, микромеханика

Дата формирования отчета: 22.05.2017

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАУЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Инфраструктура научной организации

  1. Профиль деятельности согласно перечню, утвержденному протоколом заседания Межведомственной комиссии по оценке результативности деятельности научных организаций, выполняющих научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы гражданского назначения от 19 января 2016 г. № ДЛ-2/14пр

    «Генерация знаний». Организация преимущественно ориентирована на получение новых знаний. Характеризуется высоким уровнем публикационной активности, в т.ч. в ведущих мировых журналах. Исследования и разработки, связанные с получением прикладных результатов и их практическим применением, занимают незначительную часть, что отражается в относительно невысоких показателях по созданию РИД и небольших объемах доходов от оказания научно-технических услуг. (1)

  2. Информация о структурных подразделениях научной организации

    1. Отдел математических методов автоматизации проектирования
      Научная специализация:
      Разработка и внедрение нового поколения программного обеспечения для математического проектирования и оптимизации задач аэрогидродинамики с учетом физико-химических превращений на суперкомпьютерных системах
    2. Отдел вычислительных методов и турбулентности
      Научная специализация:
      Создание и разработка математических методов, вычислительных алгоритмов и компьютерных моделей для анализа сложных процессов движения сплошных сред в механике, физике, включая многофазные, многокомпонентные и реагирующие среды
    3. Отдел информатизации, математического моделирования и управления
      Научная специализация:
      Разработка математических методов и численных алгоритмов для моделирования пространственных течений сжимаемого газа на персональных компьютерах и современных вычислительных комплексах.
      Разработка математических методов, вычислительных алгоритмов и программ для задач механики сплошной среды
      Разработка математических моделей и методов для интеллектуальных информационных систем и систем управления специального назначения.
    4. Лаборатория автоматизации моделирования и систем управления в машиностроении
      Научная специализация:
      Компьютерные методы моделирования, управления и прогнозирования развития для многокомпонентных динамических систем в условиях неопределенности техногенных и антропогенных факторов.
    5. Вычислительный центр.

  3. Научно-исследовательская инфраструктура

    В ИАП РАН имеется локальная вычислительная сеть. Это — 100-мегабитная магистральная сеть, объединяющая помимо счетных ресурсов, 55 локальных мест, расположенных на рабочих местах пользователей. Каждый пользователь ЛВС имеет доступ к ресурсам.

    ИАП РАН имеет удаленный доступ к вычислительным мощностям Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН (МСЦ РАН): МВС-10П с пиковой производительностью 523 ТФЛОПС (207 вычислительных узлов с 2 процессорами Xeon-2690 64ГБ), МВС-100К производительностью 228 ТФЛОПС (1275 вычислительных модуля с двумя четырехядерными/шестиядерными процессорами Intel Xeon).

  4. Общая площадь опытных полей, закрепленных за учреждением. Заполняется организациями, выбравшими референтную группу № 29 «Технологии растениеводства»

    Информация не предоставлена

  5. Количество длительных стационарных опытов, проведенных организацией за период с 2013 по 2015 год. Заполняется организациями, выбравшими референтную группу № 29 «Технологии растениеводства»

    Информация не предоставлена

  6. Показатели деятельности организаций по хранению и приумножению предметной базы научных исследований

    Информация не предоставлена

  7. Значение деятельности организации для социально-экономического развития соответствующего региона

    1. В ИАП РАН в 2014-2015 г. в рамках проекта РНФ «Фундаментальные проблемы вычислительных моделей на графах и их приложения для транспортных потоков, кровеносной и дыхательной систем человека, вентиляционных систем и других сетевых структур» исследовались:

      • проблема описания автомобильного движения на регулируемом перекрестке произвольной конфигурации; была разработана новая гидродинамическая модель, учитывающая автомобильное движение на дорожных перекрестках с заданным распределением светофорных фаз и дорожной разметки. Модель реализована в виде комплекса программ, позволяющего проводить предсказательные расчеты с использованием текущих дорожных данных. Работоспособность комплекса программ проверена с использованием системы сбора данных Navigator Центра организации дорожного движения правительства Москвы;
      • функционирование кровеносной системы человека для разных групп людей (с избыточным весом, уровнем физической подготовки, курение и алкоголь, множественный атеросклероз);
      • нестационарные процессы вентиляции сети выработок угольных шахт.

    2. Разработан комплекс программ для моделирования фундаментальных и прикладных задач механики сжимаемого газа на высокопроизводительных суперЭВМ. С помощью этого комплекса сотрудниками ИАП РАН совместно с ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва» численно моделировалась мягкая посадка возвращаемого аппарата с использованием тормозных двигателей и влияния струй на посадочную поверхность. Проводились также исследования аэродинамических характеристик возвращаемого аппарата и лобового теплозащитного экрана в процессе их разделения.

    3. В 2013 г. в рамках совместного проекта ИАП РАН передал ряд прикладных программ в “НПО Машиностроение” (г. Реутов), которые позволяют решать задачи проектирования ракетной техники.

    4. В рамках договора с с ЗАО «РУСАЛ Глобал Менеджмент» разработано и внедрено программное решение для оптимизационной модели по распределению сбытовых заказов по литейным агрегатам и формированию плана производства»

  8. Стратегическое развитие научной организации

    В интересах повышения безопасности государства и для увеличения внебюджетного финансирования планируется существенно расширить работы по спецтематике с индустриальными партнерами (РКК "Энергия", ОАО ВПК "НПО машиностроения", ОАО ЦНИИ "Буревестник", ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского).

    Для развития международного сотрудничества будут возобновлены традиционные для ИАП РАН научные контакты с индийскими и японскими научными центрами, а также формализованы недавно установленные контакты с научным центром ENSAM (Бордо, Франция), Сычуаньским Университетом (Чэнду, Китай), Институтом физики материалов (Брно, Чехия). Будут подписаны базовые договора о сотрудничестве и создании временных международных лабораторий для выполнения планов совместных исследований. Такие документы, как правило, необходимы для успешного участия в конкурсах и международных проектах, финансируемых межгосударственными научными фондами.

    Интеграция в мировое научное сообщество

  9. Участие в крупных международных консорциумах (например — CERN, ОИЯИ, FAIR, DESY, МКС и другие) в период с 2013 по 2015 год

    Комплексная долгосрочная программа научно-технического сотрудничества между Россией и Индией, организаторы Программы –
    РАН, Минобрнауки, Департамент науки и технологии правительства Индии

  10. Включение полевых опытов организации в российские и международные исследовательские сети. Заполняется организациями, выбравшими референтную группу № 29 «Технологии растениеводства»

    Информация не предоставлена

  11. Наличие зарубежных грантов, международных исследовательских программ или проектов за период с 2013 по 2015 год
    1. Российско-индийский грант РФФИ №13-01-92696: «Численное исследование нестационарных течений около плохо обтекаемых тел при помощи высокопроизводительных вычислений.
    2. Проект ФЦП «Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей (профессора США Абаржи С.)» по направлению «Физика плазмы» в рамках мероприятия 1.5. Программы «Неравновесные турбулентные процессы в плазме при высоких плотностях энергии» 2012-2013г.г.

    НАУЧНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ОРГАНИЗАЦИИ

    Наиболее значимые результаты фундаментальных исследований

  12. Научные направления исследований, проводимых организацией, и их наиболее значимые результаты, полученные в период с 2013 по 2015 год

    13. 1. Теоретическая математика

    а) в области геометрии и топологии:

    1. Получены новые результаты, связанные с построением структурированных трехмерных сеток, которые позволяют рассчитывать течение около тел, с резко изменяющейся кривизной поверхности.
    2. Построены стационарные решения течений Риччи при различном выборе систем координат, нормально связанных с поверхностью и для произвольных изометрических систем координат на поверхности. Решения построены аналитически для нескольких вариантов достаточно общих метрик.

    б) в области математической физики:

    1. Рассмотрена двумерная нелинейная устойчивость течений Куэтта, Пуазейля и Рейнольдса–Колмогорова, которая позволяет исследовать устойчивость течений в плоском периодическом канале. В бесконечном плоском периодическом канале с параллельными стенками, допускающими сдвиг установлена нелинейная и нелокальная устойчивость основного течения идеальной или вязкой несжимаемой жидкости, с общим параболическим профилем скорости, по отношению к произвольным двумерным гладким возмущениям начального поля скоростей. На основе численного моделирования решена задача о сдвиговом слое в теории турбулентности при наличии постоянного внешнего воздействия (задача Колмогорова). Изучена динамика развития течения при различных профилях продольной составляющей скорости в начальный момент времени. Рассмотрен переход от двумерного ламинарного течения к пространственному турбулентному. Результаты исследований этих течений представляют большой научный интерес для изучения турбулентности течения, а также могут быть использованы также при анализе вихревых течений в различных технических устройствах.

    2. Получены результаты по решению эволюционных задач о взрывах в неоднородной атмосфере имитирующих «естественный» взрыв метеорита. С помощью численных и аналитических методов выявлено влияние различных определяющих параметров на эволюцию течения газа внутри области охваченной фронтом ударной волны. На основе разработанной конечно-разностной методики исследованы задачи о множественных взрывах в неоднородной атмосфере; впервые получены результаты о процессах дифракции, интерференции и кумуляции при столкновениях нескольких сферических волн

    Публикации

    1. Shevelev, Yu. D. Steady Ricci flows. DOKLADY MATHEMATICS Том: 92 Выпуск: 3 Стр.: 778-780 Опубликовано: NOV 2015 (Web of science, Scopus), IF=0.445
    2. VA Andrushchenko, IV Murashkin, YD Shevelev. Numerical solution of the problem of explosion in planetary atmospheres in the Lagrangian variables // Fluid Dynamics 48 (3), 416-423. 2013. (Web of Science, Scopus), IF = 0.396.
    3. Fortova, S. V. Investigation of spectrum characteristics of the vortex cascades in shear flow // PHYSICA SCRIPTA Volume: T155 Article Number: 014049 DOI: 10.1088/0031- 8949/2013/T155/014049 Published: JUL 2013 (Web of Science, Scopus), IF = 1.032
    4. Белоцерковский О.М., Андрущенко В.А., Шевелев Ю.Д. Динамика вихреобразных течений в атмосфере обусловленных природными факторами. М.: Издательский центр «Полет Джонатана», 2013. 432с. ISBN 978-5-8196-0079-5, тираж 250 экз.
    5. Troshkin, O.V. On the stability of a plane flow vortex//DOKLADY MATHEMATICS. Том: 90 Выпуск: 2. Стр.: 584-588. DOI: 10.1134/S1064562414060222
      Опубликовано: SEP 2014 (Web of science, Scopus), IF=0.445
    6. Belotserkovskii, OM (Belotserkovskii, O. M.)[ 1 ] ; Belotserkovskaya, MS (Belotserkovskaya, M. S.); Denisenko, VV (Denisenko, V. V.) ;Eriklintsev, IV (Eriklintsev, I. V.); Kozlov, SA (Kozlov, S. A.); Oparina, EI (Oparina, E. I.) ; Troshkin, OV (Troshkin, O. V.); Fortova, SV(Fortova, S. V.) On the development of a wake vortex in inviscid flow // COMPUTATIONAL MATHEMATICS AND MATHEMATICAL PHYSICS Том: 54 Выпуск: 1. Стр.: 172-176. DOI: 10.1134/S0965542514010035 (Web of science, Scopus), IF=0.789.
    7. Y.D. Shevelev, , N.G. Syzranova, E.A. Nagnibeda, , E.V. Kustova. Bulk-Viscosity Effect in CO2 Hypersonic Flow around Blunt Bodies (2015) Doklady Physics. Vol.60. No.5, pp.207-209. (Web of science, Scopus), IF=0.513.

    2. Вычислительная математика

    1. Создан пакет прикладных программ TurboProblemSolver (TPS), в котором реализован обобщенный подход к построению вычислительных программ для решения широкого круга задач механики сплошных сред, описываемых системой уравнений в частных производных гиперболического типа
    2. Разработаны математические модели, вычислительные алгоритмы и программный комплекс для расчета теплового состояния ствола артиллерийского орудия при выстреле. В программном комплексе реализован расчет внутрибаллистического процесса и прогрева ствола в двумерной осесимметричной постановке. Газопороховая смесь рассматривалась как двухфазная, многокомпонентная, двухскоростная гетерогенная среда с учетом межфазного взаимодействия; ствол I как многослойное изделие, состоящее из разных материалов Расчеты проводились как для одиночного выстрела, так и для заданного режима стрельбы очередями с паузами. Учитывалось естественное охлаждение ствола. Разработанные вычислительные алгоритмы распараллелены для использования на многопроцессорных ЭВМ. Процесс расчета очереди полностью автоматизировался с использованием специально разработанных скриптов запуска. Тестовые расчеты проводились на суперкомпьютерах МСЦ РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова. Для рассматриваемых тестовых задач получены распределения температур в стволе и гильзе в зависимости от темпа стрельбы и количества выстрелов в очереди, также получена зависимость дульной скорости от порядкового номера выстрела.
    3. Разработан метод расчета газодинамических течений при движении системы тел. При расчете используется набор сеток: равномерной с прямоугольными ячейками для расчета течения во внешнем невязком поле течения и набора криволинейных сеток около каждого тела со сгущением узлов к поверхности обтекаемых тел для описания течения в окрестности тел с учетом вязких слоев. Метод применен для оценки аэродинамических свойств системы тел при фрагментации метеоритного тела и упорядоченных систем тел для исследования характеристик проницаемых поверхностей.

    Публикации

    1. Denisenko, Vladimir; Oparina, Elena. Numerical study of instability between two cylinders in the case of 2D flow // PHYSICA SCRIPTA Volume: T155 Article Number: 014048 DOI: 10.1088/0031-8949/2013/T155/014048 Published: JUL 2013 (Web of Science, Scopus), IF = 1.032
    2. Kozlov, S. A.; Eriklintsev, I. V. Numerical simulation of countercurrent flow and diffusion processes in a separating gas centrifuge // PHYSICA SCRIPTA Том: T155 Номер статьи: 014053 Опубликовано: JUL 2013 ( Web of Science, Scopus) IF = 1.032
    3. Nazarov, Yuri P.; Poznyak, Elena; Filimonov, Anton V. A brief theory and computing of seismic ground rotations for structural analyses // SOIL DYNAMICS AND EARTHQUAKE ENGINEERING Том: 71 Стр.: 31-41 Опубликовано: APR 2015 (Web of Science, Scopus), IF = 1.22
    4. Gushchin, Valentin; Matyushin, Pavel. The Theory and Applications of the SMIF Method for Correct Mathematical Modeling of the Incompressible Fluid Flows // 6th International Conference on Finite Difference Methods — Theory and Applications (FDM — T and A), Lozenetz, BULGARIA публ.: JUN 18-23, 2014. Finite Difference Methods, Theory and Applications Серия книг: Lecture Notes in Computer Science Том: 9045 Стр.: 209-216. (Web of Science), IF=0.51
    5. Fortova, S.V. Comparative analysis of eddy cascade formation in various turbulent problems // COMPUTATIONAL MATHEMATICS AND MATHEMATICAL PHYSICS Том: 55, Выпуск: 2. Стр.: 298-304. FEB 20152 (Web of Science, Scopus), IF=0,789.
    6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Turbulence Problem Solver (TPS)» №2013618035 от 29.08.2013 Авторы: Фортова С. В., Опарина Е. И., Крагинский.
    7. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ Step_Load_SF_M_2SM, №2014611873 от 12.02.2014 г. Автор Якушев В.Л.

    3. Математическое моделирование

    а) область математического моделирования сложных технических систем и условий их функционирования

    Проведены исследования разрушения элементов авиационных конструкций. В частности, исследовалось напряженно-деформированное состояние диска переменного сечения (диска компрессора газотурбинного двигателя) при наблюдаемых высокочастотных колебаниях лопаток. Изучался процесс сверхмногоцикловой усталости, который может привести к возникновению очагов поврежденности в окрестности контакта лопаток и внешнего обода диска. Этот режим усталостного разрушения является малоизученным и альтернативным по отношению к режиму малоцикловой усталости, который развивается в полетных циклах нагружения. Для определения напряженно-деформированного состояния диска разработан численно-аналитический метод решения трехмерных уравнений теории упругости и получена редуцированная система уравнений для определения напряжений и смещений. На основе обобщенных критериев многоосного усталостного разрушения дана оценка долговечности диска для режима сверхмногоцикловой усталости и установлены зоны зарождения усталостных повреждений.

    б) область математических проблем механики и исследования Космоса

    1. Решались задачи о движении и обтекании метеорных тел различного размера в атмосфере с учетом реальных физико-химических факторов – абляции, теплопередачи, излучения, механического разрушения. Проводилось комплексное изучение проблемы, связанной с кометно-астероидной опасностью: моделирование баллистики метеороидов с учетом их теплового и механического разрушения; расчет обтекания системы тел (осколков метеороида); моделирование деформации и разрушения метеорных тел на крупные осколки и мелкодисперсную среду; исследование задачи о взрывах в атмосфере; численное решение нестационарной задачи об эволюции возмущений в нижней атмосфере и в ионосфере Земли, вызванных движением крупных метеороидов; моделирование процесса падения метеорита на Земную поверхность и воздействия сейсмических волн на высотные здания в окрестности места падения. В качестве примера рассматривалось движение и разрушение Челябинского метеорита. В ходе численных экспериментов и теоретических выкладок были получены результаты качественно идентичные и количественно близкие к данным наблюдений. По результатам исследований сотрудников ИАП РАН подготовлен к печати специальный выпуск журнала «Компьютерные исследования и моделирование» (т.5, №6, 2013г. шесть статей сотрудников ИАП РАН), посвященный изучению явлений, связанных с Челябинским метеоритом.
    2. Разработаны газодинамические модели в астрофизике с учетом процессов переноса в окрестностях компактных объектов. В задаче о гравитационном коллапсе с помощью оригинальных численных методов построена теория взрыва Сверхновой на основе крупномасштабной конвекции в центре. В расчетах коллапса в сферически-симметричной постановке получены нейтринные кривые блеска при коллапсе ядра звезды и при аккреции вещества на нейтронную звезду. Продемонстрирована возможность объяснения Сверхновой при повышении средней энергии нейтрино (предположительно в многомерном случае с конвекцией), получена протяженная конвективно неустойчивая область в центре и в узкой области над нейтриносферой в районе аккреции.

    в) область математического моделирования в задачах физики и химии.

    Проведено численное исследование распространения детонационной волны (ДВ) в плоском прямоугольном канале, заполненном неоднородной водородно-воздушной смесью. Данная задача является крайне актуальной для исследования последствий взрывов при утечке водорода на ядерных реакторах, а также для моделирования детонационного горения в камерах сгорания с учетом процессов смесеобразования. Концентрация водорода изменялась поперек канала, при этом у верхней стенки канала смесь была богатая, а у нижней — бедная. В расчетах использовалась детальная кинетическая модель горения водорода. Расчетные сетки состояли из 75 миллионов ячеек. При проведении расчетов использовалось до 3000 вычислительных ядер. Выявлены характерные особенности распространения ДВ. Полученные данные хорошо согласуются с экспериментальными данными. По результатам исследований сделан доклад: Semenov I.V., Puchkin N.A., Solomatin R.S. Detonation Propagation in Hydrogen-Air Mixtures with Concentration Gradients на Japan – Russia Workshop «High-Performance Computing Technologies for Fluid Dynamics Problems», Nagoya University, Nagoya в декабре 2015 г.

    г) область математического моделирования транспортных потоков

    Исследовалась проблема описания автомобильного движения на регулируемом перекрестке произвольной конфигурации. При этом использовался макроскопический подход, когда транспортный поток описывается нелинейной гиперболической системой уравнений для плотности и скорости потока. Система замыкалась уравнением состояния в виде зависимости «давления» от плотности, получаемым аппроксимацией измеряемых в реальном времени данных для заданных участков транспортной сети. Была разработана новая гидродинамическая модель, учитывающая автомобильное движение на дорожных перекрестках с заданным распределением светофорных фаз и дорожной разметки. Модель реализована в виде комплекса программ, позволяющего проводить предсказательные расчеты с использованием текущих дорожных данных. Работоспособность комплекса программ проверена с использованием системы сбора данных Navigator центра организации дорожного движения правительства Москвы. В качестве экспериментальных объектов было выбрано несколько перекрестков, оборудованных датчиками, измеряющими интенсивности и скорости транспортных потоков.

    Публикации:

    1. Бураго Н.Г., Никитин И.С. ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТИТАНОВОГО ДИСКА КОМПРЕССОРА С ПОМОЩЬЮ УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРОЙ СПЛАВА В ПРИПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2013. № 3. С. 111-126. (Scopus), IF=0.45.
    2. Aksenov, A. G.; Ruffini, R.; Vereshchagin, G. V. Comptonization of photons near the photosphere of relativistic outflows // MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY Volume: 436 Issue: 1 Pages: L54-L58 DOI: 10.1093/mnrasl/slt112 Published: NOV 2013/ (Web of Science), IF = 5.521
    3. А.Е. Алексеенко, Я.А. Холодов, А.С. Холодов, А.И. Горева, М.О. Васильев. Разработка, калибровка и верификация модели движения трафика в городских условиях. Часть I // Компьютерные исследования и моделирование 7 (6), с. 1185−1203. IF=0.395,
    4. Aksenov, A. G.; Ruffini, R.; Vereshchagin, G. V. Radiative transfer in relativistic plasma outflows and comptonization of photons near the photosphere // ASTRONOMY REPORTS. Том: 59 Выпуск: 6 Стр.: 418-424 Опубликовано: JUN 2015. (Web of Science, Scopus), IF=0,943.
    5. Semenov, I.; Utkin, P.; Markov, V. Numerical modelling of dust-layered detonation structure in a narrow tube / Conference: 8th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions Location: Keio Univ, Hiyoshi Campus, Yokohama, JAPAN Date: SEP 05-10, 2010 Source: JOURNAL OF LOSS PREVENTION IN THE PROCESS INDUSTRIES Volume: 26 Issue: 2 Special Issue: SI Pages: 380-386 DOI: 10.1016/j.jlp.2012.04.007 Published: MAR 2013 (Web of Science, Scopus),
      IF = 1.406.

    4. Высокопроизводительные вычисления

    1. Разработаны эффективные параллельные алгоритмы, реализующие конечно-разностные методики на суперкомпьютерах терафлопного и более высокого класса и адаптации этих алгоритмов к исследованию пространственных течений газа. Определены оптимальные математические модели гиперзвукового обтекания затупленных тел и физико-химических процессов в ударном слое с учетом их влияния на аэродинамические характеристики и теплозащиту спускаемых аппаратов. На вычислительном комплексе МСЦ РАН проведены численные исследования течений при больших значениях числа Рейнольдса для сверхзвукового потока сжимаемого газа.
    2. На основе созданного и всесторонне протестированного программного комплекса для математического моделирования двумерных отрывных течений стратифицированной вязкой жидкости (морской воды) около трубы, движущейся в горизонтальном направлении с постоянной невысокой скоростью, на многопроцессорных вычислительных системах уточнена классификация режимов течений в широком диапазоне безразмерных параметров задачи (чисел Рейнольдса и Фруда). Классификация строилась на основе топологии картин линий тока, соответствующих установившемуся (после импульсного старта трубы) состоянию течения. Выделено семь режимов течений. Данные исследования были предприняты в связи с необходимостью детального описания структуры океанических и атмосферных течений, создаваемых движущимися объектами.
    3. Проведено численное исследование распространения детонационной волны в плоском прямоугольном канале, заполненном неоднородной водородно-воздушной смесью. Данная задача является крайне актуальной для исследования последствий взрывов при утечке водорода на ядерных реакторах, а также для моделирования детонационного горения в камерах сгорания с учетом процессов смесеобразования. Концентрация водорода изменяется поперек канала, при этом у верхней стенки канала смесь богатая, а у нижней бедная. В расчетах использовали детальную кинетическую модель горения водорода. Расчетные сетки состояли из 75 миллионов ячеек. При проведении расчетов использовали до 3000 вычислительных ядер.

    Публикации:

    1. Semenov, I., Utkin, P., Akhmedyanov, I., Menshov, I., Pasynkov, P. Numerical investigation of near-muzzle blast levels for perforated muzzle brake using high-performance computing // Collection of scientific papers of International Conference “Parallel and Distributed Computing Systems” (PDCS 2013). Kharkiv, Ukraine, March 13–14, 2013. – P. 281–289. URL: http://hpc-ua.org/pdcs-13/files/proceedings/50.pdf
    2. Gushchin, P.V. Matyushin. «Mathematical Modeling of the Incompressible Fluid Flows», AIP Conf. Proc., 2014, Vol. 1631, pp. 122-134. (Conf. date: June 8 — 13, 2014, Sozopol, Bulgaria,http://scitation.aip.org/content/aip/proceeding/aipcp/10.1063/1.4902468) (Web_of_Science), IF=0.32
    3. Братчев А.В., Дубровина А.И., Котенев В.П., Максимов Ф.А., Шевелев Ю.Д. Решение задач аэродинамического проектирования с применением многопроцессорной вычислительной машины / «Ракетные комплексы и ракетно-космические системы – проектирование, экспериментальная отработка, летные испытания, эксплуатация», Труды секции 22 имени академика В.Н. Челомея XXXVIII академических чтений по космонавтике,). – Реутов: Изд-во НПО Машиностроения, 2014. С.190-200.
    4. M. M. Golomazov. On the Boundary Conditions on a Shock Wave for Hypersonic Flow around a Descent Vehicle. ISSN 0038_0946, Solar System Research, 2013, Vol. 47, No. 7, pp. 520–527 (Web_of_Science), IF=0.594.
    5. Semenov, I., Utkin, P., Markov, V. Numerical modeling of dust-layered detonation structure in a narrow tube // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. – 2013. – V. 26, Issue 2. – P. 380 – 386 (Scopus), IF=1.406.

    5. Теоретическая информатика и дискретная математика

    1. Разработаны модели, методы и алгоритмы для решения специальных задач дискретной оптимизации, возникающих в различных предметных областях, исследование сложности оптимизации в задачах с экстремальной трудоемкостью и эффективности специальных методов сокращения трудоемкости алгоритмов. Для системы управления производственными процессами в рамках интеллектуальной системы поддержки принятия решений разработана модель для специальной задачи теории расписаний при производстве готовой продукции. Для решения этой специальной задачи оптимизации расписаний разработана гибридная схемы мета-алгоритма, которая включает алгоритмы построения первоначального расписания, построение перестановочных расписаний и оптимизации, основанной на стратегии случайного поиска.
    2. Проведено исследование параметров, характеризующих сложность и трудоемкость минимизации типичных булевых функций для аддитивных мер сложности. Доказаны эффективно проверяемые достаточные условия, при выполнении которых для почти всех булевых функций асимптотически совпадают длины кратчайших и минимальных относительно аддитивных мер сложности покрытий комплексами граней, и комбинаторно-вероятностным методом получена нетривиальная верхняя оценка числа минимальных комплексов типичной булевой функции.

    Публикации

    1. Подиновский В.В., Потапов М.А., Нелюбин А.П., Подиновская О.В. Теория важности критериев: современное состояние и направления дальнейшего её развития // XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014. Москва, 16-19 июня 2014 г. ИПУ РАН [Электронный ресурс]. М.: ИПУ РАН, 2014. С. 7697 – 7702. http://vspu2014.ipu.ru/node/8581. РИНЦ
    2. Chukhrov I.P. ON COMPLEXITY MEASURES OF COMPLEXES OF FACES IN THE UNIT CUBE. Journal of Applied and Industrial Mathematics. 2014. Т. 8. № 1. С. 9-19. (Scopus), IF=0.56.
    3. Chukhrov I. P. On a minimization problem for a set of boolean functions // Journal of Applied and Industrial Mathematics. – 2015. – V. 9, № 3. – P. 335 – 350. ( Scopus), IF=0.56.
    4. ЧУХРОВ ИГОРЬ ПЕТРОВИЧ, МИНИМАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ГРАНЕЙ СЛУЧАЙНОЙ БУЛЕВОЙ ФУНКЦИИ // ДИСКРЕТНЫЙ АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ Т ом: 21 Номер: 5. Год: 2014 Страницы: 76-94. (Web of Science, Scopus), IF=0.537.
  13. Защищенные диссертационные работы, подготовленные период с 2013 по 2015 год на основе полевой опытной работы учреждения. Заполняется организациями, выбравшими референтную группу № 29 «Технологии растениеводства».

    Информация не предоставлена

  14. Перечень наиболее значимых публикаций и монографий, подготовленных сотрудниками научной организации за период с 2013 по 2015 год
    1. Title: Comptonization of photons near the photosphere of relativistic outflows Author(s): Aksenov, A. G.; Ruffini, R.; Vereshchagin, G. V.
      Source: MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY Volume: 436 Issue: 1 Pages: L54-L58 DOI: 10.1093/mnrasl/slt112 Published: NOV 2013
      IF=5.226 (Web of Science, Scopus)
    2. Title: Numerical study of instability between two cylinders in the case of 2D flow Author(s): Denisenko, Vladimir; Oparina, Elena
      Source: PHYSICA SCRIPTA Volume: T155 Article Number: 014048 DOI: 10.1088/0031-8949/2013/T155/014048 Published: JUL 2013
      IF=1.032 (Web of Science, Scopus)
    3. Title: Investigation of spectrum characteristics of the vortex cascades in shear flow Author(s): Fortova, S. V.
      Source: PHYSICA SCRIPTA Volume: T155 Article Number: 014049 DOI: 10.1088/0031- 8949/2013/T155/014049 Published: JUL 2013
      IF=1,032 (Web of Science, Scopus)
    4. Title: Numerical modelling of dust-layered detonation structure in a narrow tube
      Authors: Semenov, I.; Utkin, P.; Markov, V.
      Conference: 8th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions Location: Keio Univ, Hiyoshi Campus, Yokohama, JAPAN Date: SEP 05-10, 2010
      Sponsors: Keio Univ, Ctr Educ & Res Symbiot, Safe & Secure Syst Design, Global COE Program; Assoc Powder Proc Ind & Engn (APPIE); JEC Fund Project
      Source: JOURNAL OF LOSS PREVENTION IN THE PROCESS INDUSTRIES Volume: 26 Issue: 2 Special Issue: SI Pages: 380-386 DOI: 10.1016/j.jlp.2012.04.007 Published: MAR 2013
      IF=1.406 (Web of Science, Scopus)
    5. Electron-Ion Relaxation, Phase Transitions, and Surface Nano-Structuring Produced by Ultrashort Laser Pulses in Metals
      By: Inogamov, N. A.; Zhakhovsky, V. V.; Petrov, Yu. V.; et al. Shepelev VV
      Conference: 11th Workshop on Complex Systems of Charged Particles and Their Interaction with Electromagnetic Radiation Location: Russian Acad Sci, Phys Sci Dept, Moscow, RUSSIA Date: APR 11-12, 2013
      CONTRIBUTIONS TO PLASMA PHYSICS Volume: 53 Issue: 10 Pages: 796-810 Published: DEC 2013
      IF=0.934 (Web of Science)
    6. Numerical simulation of countercurrent flow and diffusion processes in a separating gas centrifuge
      Автор: Kozlov, S. A.; Eriklintsev, I. V.
      PHYSICA SCRIPTA Том: T155 Номер статьи: 014053 Опубликовано: JUL 2013
      IF=1.032 (Web of Science, Scopus)
    7. Method SMIF for Incompressible Fluid Flows Modeling
      Автор: Gushchin, Valentin; Matyushin, Pavel Отредактировано: Dimov, I; Farago, I; Vulkov, L
      Конференция: 5th International Conference Numerical Analysis and Applications (NAA) Местоположение: Lozenetz, BULGARIA публ.: JUN 15-20, 2012
      Спонсоры: Univ Ruse, Dept Appl Math & Stat; Union Mathematicians Bulgaria, Sect Ruse NUMERICAL ANALYSIS AND ITS APPLICATIONS, NAA 2012 Серия книг: Lecture Notes in Computer Science Том: 8236 Стр.: 311-318 Опубликовано: 2013
      IF=1.12 (Web of Science)
    8. Constraints on a charge in the Reissner-Nordstrom metric for the black hole at the Galactic Center
      Автор: Zakharov, AF (Zakharov, Alexander F.) PHYSICAL REVIEW D
      Том: 90, Выпуск: 6, Номер статьи: 062007
      DOI: 10.1103/PhysRevD.90.062007
      Опубликовано: SEP 9 2014
      IF=4.864 (Web of Science, Scopus)
    9. A brief theory and computing of seismic ground rotations for structural analyses
      Автор: Nazarov, Yuri P.; Poznyak, Elena; Filimonov, Anton V.
      SOIL DYNAMICS AND EARTHQUAKE ENGINEERING Том: 71 Стр.: 31-41 Опубликовано: APR 2015
      IF=1.22 (Web of Science, Scopus)
    10. On the development of a wake vortex in inviscid flow
      Автор:Belotserkovskii, OM (Belotserkovskii, O. M.) ; Belotserkovskaya, MS (Belotserkovskaya, M. S.) ; Denisenko, VV (Denisenko, V. V.) ;Eriklintsev, IV (Eriklintsev, I. V.) ; Kozlov, SA (Kozlov, S. A.) ; Oparina, EI (Oparina, E. I.) ; Troshkin, OV (Troshkin, O. V.); Fortova, SV(Fortova, S. V.)
      COMPUTATIONAL MATHEMATICS AND MATHEMATICAL PHYSICS. Том: 54 Выпуск: 1. Стр.: 172-176. DOI: 10.1134/S0965542514010035. Опубликовано: JAN 2014
      IF=0.789 (Web of Science, Scopus)

    Монография

    Белоцерковский О.М., Андрущенко В.А., Шевелев Ю.Д. Динамика вихреобразных течений в атмосфере обусловленных природными факторами. М.: Издательский центр «Полет Джонатана», 2013. 432с. ISBN 978-5-8196-0079-5, тираж 250 экз.

  15. Гранты на проведение фундаментальных исследований, реализованные при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Российского гуманитарного научного фонда, Российского научного фонда и другие

    Всего 16 грантов.

    Проект РНФ №14-11-00719 «Анализ устойчивости основных течений идеальной и вязкой несжимаемых сред в плоском канале и пространственном слое с помощью уравнения диссипативного волчка на квазикомпактной алгебре Ли» (2014-2016 г.г., 14 440 тыс.руб.)

    Проект РНФ № 14-11-00877 «Фундаментальные проблемы вычислительных моделей на графах и их приложения для транспортных потоков, кровеносной и дыхательной систем человека, вентиляционных систем и других сетевых структур» (2014-2016 г.г., 15 000 тыс.руб.).

    1. Грант РФФИ, №12-01-00602. "Разработка методов по предотвращению столкновения опасных космических объектов с Землей".
    2. Грант РФФИ, №12-01-31481. "Применение методов математического моделирования к задачам о локальных возмущениях в атмосфере".
    3. Грант РФФИ, №11-01-00764 «Математическое моделирование пространственных отрывных течений стратифицированной вязкой жидкости около сферы и цилиндра».
    4. Грант РФФИ, №13-08-012-29 «Исследование пространственных вязких течений около вращающейся осесимметричной поверхности»
    5. Российско-индийский грант РФФИ, № 13-01-92696-ИНД «Численное исследование нестационарных течений около плохо обтекаемых тел при помощи высокопроизводительных вычислений» ( РФФИ, № 13-01-92696-ИНД).
    6. Грант РФФИ, № 13-01-00899. «Численные и аналитические исследования течений Риччи»
    7. Грант РФФИ № 14-01-00428 «Математическое моделирование пространственных отрывных течений стратифицированной вязкой жидкости около сферы, диска и кругового цилиндра»
    8. Грант РФФИ № 14-01-31149 «Математическое моделирование вихревых течений в технических устройствах»
    9. Грант РФФИ № 14-02-00754 «Газодинамические модели с учетом процессов переноса в астрофизике в окрестностях компактных объектов»
    10. Грант РФФИ, №15-08-02392 «Сверхмногоцикловая усталость и высокочастотные колебания элементов авиационных конструкций»
    11. Грант РФФИ, №15-31-70004 «Математическое моделирование нелинейной динамики детонационных волн при распространении в каналах сложной формы применительно к задачам утилизации отходов и взрывобезопасности»

  16. Гранты, реализованные на основе полевой опытной работы организации при поддержке российских и международных научных фондов. Заполняется организациями, выбравшими референтную группу № 29 «Технологии растениеводства».

    Информация не предоставлена

    ИННОВАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ НАУЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

    Наиболее значимые результаты поисковых и прикладных исследований

  17. Поисковые и прикладные проекты, реализованные в рамках федеральных целевых программ, а также при поддержке фондов развития в период с 2013 по 2015 год
    1. Федеральная целевая программа. Проект: «Проведение поисковых научно-исследовательских работ научными группами под руководством докторов наук по направлению «Математика» в рамках мероприятия 1.2.1 Программы. Тема: «Теория диссипативного волчка и нелинейная устойчивость течений Куэтта, Пуазейля и Колмогорова в плоском канале с прилипанием». 2012-2013гг. (1 948 тыс.руб.)
    2. Федеральная целевая программа. Проект "Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей" по направлению «Физика плазмы» в рамках мероприятия 1.5. Программы. Тема: «Неравновесные турбулентные процессы в плазме при высоких плотностях энергии». 2012-2013гг. (1 950 тыс.руб.)
    3. Федеральная целевая программа. Проект «Проведение научных исследований молодыми учеными – кандидатами наук» в рамках мероприятия 1.3.1 Программы. Тема: «Математическое моделирование динамики капельно-дисперсных сред на многопроцессорных. 2012-2013гг. (1 180 тыс.руб.)

    Внедренческий потенциал научной организации

  18. Наличие технологической инфраструктуры для прикладных исследований

    Информация не предоставлена

  19. Перечень наиболее значимых разработок организации, которые были внедрены за период с 2013 по 2015 год

    Информация не предоставлена

    ЭКСПЕРТНАЯ И ДОГОВОРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗАЦИИ

    Экспертная деятельность научных организаций

  20. Подготовка нормативно-технических документов международного, межгосударственного и национального значения, в том числе стандартов, норм, правил, технических регламентов и иных регулирующих документов, утвержденных федеральными органами
    исполнительной власти, международными и межгосударственными органами

    Информация не предоставлена

    Выполнение научно-исследовательских работ и услуг в интересах других организаций

  21. Перечень наиболее значимых научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ и услуг,
    выполненных по договорам за период с 2013 по 2015 год

    1. Договор с ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва» Разработан комплекс программ для моделирования фундаментальных и прикладных задач механики сжимаемого газа на высокопроизводительных суперЭВМ.
      С помощью этого комплекса сотрудниками ИАП РАН совместно с ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва» численно моделировалась мягкая посадка возвращаемого аппарата с использованием тормозных двигателей и влияния струй на посадочную поверхность. Проводились также исследования аэродинамических характеристик возвращаемого аппарата и лобового теплозащитного экрана в процессе их разделения. Проведены расчетные исследования течения в соплах ПТДУ натурной конфигурации и критического сечения прямоугольной формы. 1) (2014-2015г.г., 2 260 тыс.руб.).
    2. Договор с НПО Машиностроения (г. Реутов). В рамках совместного проекта ИАП РАН передал ряд прикладных программ в “НПО Машиностроение”, которые позволяют решать задачи проектирования ракетной техники. (2012-2013г.г., 4 325 тыс.руб.)
    3. Договор с ОАО «Компания «Сухой». Разработаны программные продукты для анализа спецхарактеристик летательных аппаратов. (2014г., 6 540 тыс. руб.)
    4. Договор с ОАО ЦНИИ «Буревестник» (г. Нижний Новгород). Проведены исследования процессов инициирования и распространения детонации в трубах и каналах специальной геометрии. Созданы модели и алгоритмы для расчета многомерного внутрибаллистического процесса с учетом теплообмена. (2013г. 2 500 тыс.руб.)
    5. В рамках договора с с ЗАО «РУСАЛ Глобал Менеджмент» разработано и внедрено программное решение для оптимизационной модели по распределению сбытовых заказов по литейным агрегатам и формированию плана производства» (2014г., 1 450 тыс. руб.)

    Другие показатели, свидетельствующие о лидирующем положении организации в соответствующем научном направлении (представляются по желанию организации в свободной форме)

  22. Другие показатели, свидетельствующие о лидирующем положении организации в соответствующем научном направлении, а также информация, которую организация хочет сообщить о себе дополнительно

Информация не предоставлена

«
»