Кафедра математического моделирования

Контактная информация

• а. 201, ул. Мильчакова 8а, 344090, Ростов-​на-​Дону,
  Институт математики, механики и компьютерных наук им. И.И. Воровича (ИММиКН), Южный федеральный университет

• Страница кафедры на сайте ЮФУ (устаревшая информация)

• Презентация кафедры

• Тел. (863) 2975 282
  

Руководство

Заведующий кафедрой, доктор физ.-мат. наук, профессор

Наседкин Андрей Викторович

Презентация кафедры

В этой презентации можно узнать о преподавателях кафедры и основных направлениях исследований кафедры.

История

Кафедра основана 5 июня 1998 г. Первоначально сотрудники кафедры принадлежали к научно-​педагогической школе академика РАН И. И. Воровича по механике деформируемого твердого тела и математическому моделированию сложных физико-​механических сред и экологических систем.
С момента основания и до 2014 г. кафедрой руководил доктор физ.-мат. наук, профессорАлександр Владимирович Белоконь (05.12.1941 – 28.12.2013).
А.В. Белоконь внес огромный вклад в развитие мехмата и всего Ростовского государственного университета. Он являлся деканом механико-​математического факультета РГУ с 1981 по 1988 гг., ректором РГУ с 1988 по 2006 гг. и президентом ЮФУ с 2007 по 2012 гг.
А.В. Белоконь известен не только как талантливый организатор науки и высшего образования, но и как неординарный ученый. Его работы в области механики выделяются широким использованием сложного математического аппарата, особенно методов функционального анализа, глубоким проникновением в существо механических проблем и применением современных численных методов. Хорошо известны исследования А.В.Белоконя в области контактных задач теории упругости. Им предложены оригинальные формы граничных интегральных уравнений задач для упругих тел ограниченных размеров обобщенной цилиндрической формы, разработаны эффективные численные алгоритмы их решения, включая новый метод асимптотического решения бесконечных СЛАУ.
А.В. Белоконем существенно развита теория распространения упругих волн в анизотропных неоднородных по сечению волноводах типа слоя. Он впервые начал всесторонне изучать динамические задачи для полуограниченных упругих сред с гармоническими, подвижными и с движущимися гармоническими источниками волн во взаимосвязи.

С момента основания и до 2014 г. заместителем заведующего кафедрой был доктор физ.-мат. наук, профессор Андрей Викторович Наседкин.

Кафедра математического моделирования является единственной в ИММиКН базовой кафедрой Южного научного центра РАН (ЮНЦ РАН). Традиционно на кафедре по совместительству работают сотрудники лаборатории механики активных материалов и лаборатории авиационных технологий ЮНЦ РАН.

Кафедра является основной структурной частью НОЦа «Математическое моделирование, вычислительная механика и CAD/​CAE-​технологии» и Центра превосходства ANSYS-​технологий ЮФУ.

Образовательная деятельность

Кафедра проводит специализацию студентов и магистрантов в рамках направления «Прикладная математика и информатика» (бакалавриат и магистратура). Кафедра ведет также образовательную деятельность по другим направлениям подготовки в ИММиКН и во многих образовательных подразделениях ЮФУ.

Кафедральные курсы по профилю подготовки «Математическое моделирование и численные методы» бакалавриата «Прикладная математика и информатика» в редакции 2015 г.
● Программирование на C++ (3 к., 5 сем.)
● Процедурно и объектно-​ориентированное программирование на C++ (3 к., 6 сем.)
● Генетические алгоритмы, нейронные сети и моделирование в Mat­Lab (3 к., 6 сем.)
● Вычислительная механика (4 к., 7 сем.)
● Проекционно-​сеточные методы (4 к., 7 сем.)
● Моделирование и компьютерный дизайн современных активных материалов (4 к., 8 сем.)

Магистерская программа «Математическое моделирование» по направлению «Прикладная математика и информатика» в редакции 2015 г.
Руководитель магистерской программы – зав. кафедрой математического моделирования, доктор физ.-мат. наук, профессор Андрей Викторович Наседкин.
Цель программы состоит в подготовке высококвалифицированных кадров, обладающих углубленными знаниями и необходимыми навыками в различных областях математического моделирования, математической физики, финансовой математики, численных методов, программных комплексов, высокопроизводительных вычислений и компьютерного инжиниринга.

Программа «Математическое моделирование» формируется на базе ресурсов трех кафедр ИММиКН: кафедры математического моделирования (ММ), кафедры вычислительной математики и математического физики (ВМиМФ) и кафедры высшей математики и исследования операций (ВМиИО).
Программа включает три профиля:
● «Математическое моделирование» (руководитель – зав. кафедрой ММ, д.ф.-м.н. Андрей Викторович Наседкин),
● «Математическая физика» (руководитель – зав. кафедрой ВМиМФ, д.ф.-м.н. Михаил Юрьевич Жуков),
● «Финансовая математика» (руководитель – зав. кафедрой ВМиИО, д.т.н. Григорий Исаакович Белявский)

Кафедральные курсы по профилю «Математическое моделирование»
Курсы общенаучного цикла
● Современные проблемы прикладной математики и информатики (1 г., 1 сем., модуль 1)
● Научно-​исследовательский семинар (1 г., 1 сем., модуль 1)
● Непрерывные математические модели (1 г., 2 сем., модуль 3)
● Вычислительная гидроаэродинамика (1 г., 2 сем., модуль 3)
● Оптимизация и обратные задачи в структурном анализе (2 г., 1 сем., модуль 6)
Дисциплины по выбору
● Стохастическое моделирование и методы обработки данных (1 г., 2 сем., модуль 4 — сетевой)
● Численные методы для разреженных матриц (1 г., 2 сем., модуль 4 — сетевой)
● Нелинейные модели вычислительной механики (1 г., 2 сем., модуль 4 — сетевой)
● Распределённые информационные системы (2 г., 1 сем., модуль 5 — сетевой)
● Методы биоинформатики в задачах идентификации и управления (2 г., 1 сем., модуль 5 — сетевой)
● Моделирование нанообъектов и тонкостенных конструкций (2 г., 1 сем., модуль 6)
● Математическое моделирование связанных задач (2 г., 2 сем.)
Научно-​исследовательская работа (все четыре сем.)

Пояснения по организационным особенностям программы и графику учебного процесса
Магистерская программа «Математическое моделирование» является в настоящее время единственной в Институте ММиКН сетевой магистерской образовательной программой.

Партнерами ЮФУ по данной сетевой программе являются:
• Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, г. Калининград, Институт прикладной математики и информационных технологий;
• Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, г. Архангельск, Институт математики, информационных и космических технологий;
• Северо-​Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь, Институт математики и естественных наук.

Первый семестр 1-​ого года обучения включает модули 1, 2. По каждому курсу этих модулей обучение ведется в течение всего семестра.
Второй семестр 1-​ого года обучения включает модули 3, 4. По каждому курсу этих модулей обучение ведется в течение половины семестра. Модуль 4 – сетевой и может быть освоен в другом вузе-​партнере сетевой программы с заменой курсов на предлагаемые в вузе-​партнере.
Первый семестр 2-​ого года обучения включает модули 5, 6. По каждому курсу этих модулей обучение ведется в течение половины семестра. Модуль 5 – сетевой и может быть освоен в другом вузе-​партнере сетевой программы с заменой курсов на предлагаемые в вузе-​партнере.
Второй семестр 2-​ого года обучения включает один модуль 7. По каждому курсу этого модуля обучение ведется в течение всего семестра.
Дисциплины по выбору зависят от профиля программы.

Магистерская программа «IT in Bio­me­chan­ics» в редакции 2015 г.
Руководитель магистерской программы – директор ИММиКН, доктор физ.-мат. наук, профессор Михаил Игоревич Карякин, соруководитель — зав. кафедрой ММ, доктор физ.-мат. наук, профессор Андрей Викторович Наседкин.
Англоязычная магистерская программа «IT in Bio­me­chan­ics» разработана по проекту ICARUS TEM­PUS и является межкафедральной, а основными выпускающими кафедрами являются кафедра математического моделирования, кафедра теории упругости и кафедра вычислительной математики и математической физики.
Основной целью программы «IT in Bio­me­chan­ics» является подготовка высококвалифицированных кадров, обладающих углубленными знаниями и умениями в областях информатики, биомеханики, математического моделирования, численных методов, программных комплексов, высокопроизводительных вычислений и компьютерного инжиниринга. Кроме того, англоязычная направленность программы ориентирована на подготовку выпускников, способных к дальнейшему обучению и работе в зарубежных университетах, фирмах и компаниях.
Магистерская программа «IT in Bio­me­chan­ics» связана с программой «двойных дипломов» (Dou­ble Degree Pro­grammes) ЮФУ и Технологического университета Лаппеенранты (Финляндия). Координатор программы «двойных дипломов» — доцент кафедры математического моделирования, зам. директора по развитию аспирантуры и международных образовательных проектов ИММиКН, к.ф.-м.н. Константин Аркадьевич Надолин.

Кафедральные курсы магистерской программы «IT in Bio­me­chan­ics» в редакции 2015 г.
Курсы общенаучного цикла
● Mod­ern prob­lems of applied math­e­mat­ics and infor­mat­ics (1 г., 1 сем., модуль 1)
● Sem­i­nar IT in Engi­neer­ing (1 г., 2 сем., модули 3,4)
Дисциплины по выбору
● Sto­chas­tic mod­el­ing and sta­tis­ti­cal data pro­cess­ing (1 г., 2 сем., модуль 4 — сетевой)
● Numer­i­cal meth­ods of lin­ear alge­bra for sparse matri­ces (1 г., 2 сем., модуль 4 — сетевой)
● Mod­ern numer­i­cal meth­ods in math­e­mat­i­cal mod­el­ing (1 г., 2 сем., модуль 4 — сетевой)
● Dis­trib­uted appli­ca­tions devel­op­ment (2 г., 1 сем., модуль 5 — сетевой)
● Mod­el­ing of piezo­elec­tric mate­ri­als and devices for med­ical appli­ca­tions (2 г., 2 сем.)
Научно-​исследовательская работа (все четыре сем.)

Основные направления научных исследований

• Математическое моделирование волновых процессов и связанных физико-​механических полей
• Конечно-​элементное моделирование задач механики и физики
• Вычислительная механика
• Математическое моделирование задач геоэкологии
• Математическое моделирование процесcов тепло– и массопереноса, численные методы в задачах конвекции-​диффузии
• Математическое моделирование процессов поляризации сегнетокерамических материалов
• Математическое моделирование процессов деформирования сред и элементов конструкций сложной микроструктуры
• Обратные задачи теории упругости и электроупругости, методы идентификации и компьютерный дизайн новых композиционных, пьезоактивных и функционально градиентных материалов, наномеханика
• Разработка и использование наукоемкого программного инструментария для решения связанных физико-​механических задач, пьезоэлектричества, геомеханики, наномеханики и гидроаэромеханики

Главный многолетний собственный научный проект кафедры — конечно-​элементный пакет ACE­LAN.

Конечно-​элементный пакет ACE­LAN является в настоящее время единственной поддерживаемой и развиваемой отечественной программной разработкой высокотехнологического назначения для моделирования пьезоэлектрических материалов и устройств. Пакет ACE­LAN базируется на оригинальном комплексе симметричных блочных алгоритмов и предоставляет уникальные возможности моделирования неоднородной поляризации, неоднородных активных композитных материалов и учета затухания, как для механических, так и для электрических полей.
Планируемые работы по развитию вычислительного комплекса ACE­LAN:
● программная реализация методов идентификации свойств материалов сложной структуры при наличии нелинейности, анизотропии, связанности полей, пористости, предварительного напряженного состояния, неоднородности, включая дискретные модели наноуровня на основе общей идеологии обратных задач, разработка вычислительных схем построения решений, опирающихся на методы минимизации, эволюционные алгоритмы, регуляризованные схемы построения итерационных процессов;
● разработка модулей моделирования многокомпонентных композитов, функционально неоднородных структур и нанообъектов, в том числе пьезоэлектрических и магнитоэлектрических тел;
● модернизация языка команд и управляющей оболочки, реализация возможности запуска комплекса или его модулей в пакетном режиме из других приложений, разработка новых решателей, в том числе с возможностями проведения параллельных вычислений на различных параллельных вычислительных архитектурах (совместно с кафедрой алгебры и дискретной математики), развитых средств пре– и постпроцессорной обработки.

Финансируемые НИР и гранты

Традиционно на кафедре выполняется большое количество научно-​исследовательских работ (НИР) по проектам Минобразования, РФФИ, ЮФУ и других организаций.
Объем финансирования НИР, выполняемых в ЮФУ под руководством сотрудников кафедры, обычно является одним из самых больших среди других подразделений ИММиКН. Например, в 2014 г. проводились исследования по 5 темам с общим объемом 6,2 млн. руб.; в 2013 г. – по 7 темам с объемом 8,1 млн. руб.; в 2012 г. – по 5 темам с объемом 7,3 млн. руб., в 2011 г. – по 8 темам с объемом 10,5 млн. руб.
Однако эти данные далеко не полностью отражают интенсивность НИР сотрудников кафедры, так как они не отражают многочисленные работы, выполняемые нашими сотрудниками в содружестве с коллегами из других кафедр и подразделений ЮФУ, а также по другим НИР, финансируемым вне ЮФУ.

Преподавательский состав

• Наседкин Андрей Викторович - зав. кафедрой, профессор, д.ф.-м.н., председатель диссертационного совета ЮФУ01.05.
• Атаманенко Лариса Федоровна — программист.

• Герасименко Татьяна Евгеньевна - старший преподаватель.
• Корниевский Александр Сергеевич — ассистент, младший научный сотрудник.
• Курбатова Наталья Викторовна - доцент, к.ф.-м.н.
• Мелехов Андрей Петрович — доцент, к.ф.-м.н.
• Надолин Константин Аркадьевич — доцент, к.ф.-м.н., зам. директора по развитию международных образовательных проектов ИММиКН.
• Наседкина Анна Андреевна — доцент, к.ф.-м.н.
• Оганесян Павел Артурович – доцент, к.ф.-м.н.
• Пустовалова Ольга Геннадьевна - доцент, к.ф.-м.н.
• Скалиух Александр Сергеевич — доцент, к.ф.-м.н.
• Соловьев Аркадий Николаевич — профессор, зав. кафедрой теоретической и прикладной механики ДГТУ, д.ф.-м.н.

Представленная информация актуальна на 10.10.2022