МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

 

1.1. Создание суперЭВМ

(МСЦ РАН, ИПМ РАН, ФГУП НИИ «Квант»)

Созданы и введены в эксплуатацию суперкомпьютеры МВС-15000ВМ и МВС-6000IM.

Суперкомпьютер МВС-15000ВМ (924 процессора PowerPC970) имеет пиковую производительность 8.13 Teraflops (производительность на тесте Linpack – 5.36 Teraflops). Используемые научно-технические решения дают возможность доведения пиковой производительности до 15 Teraflops. МВС-15000ВМ занимает 56 место в мировой классификации суперкомпьютеров TOP-500.

Суперкомпьютер МВС-6000IM состоит из 256 процессоров Itanium2. Пиковая производительность – 1.536 Teraflops (производительность на тесте Linpack – 1.293 Teraflops). Суперкомпьютер занимает 405 место в мировой классификации суперкомпьютеровТОР-500 в июне 2005г.

Модульная структура суперкомпьютеров МСВ-15000ВМ и МВС-6000IM позволяет использовать ряд систем с различным уровнем производительности.

 

1.2. Математическая модель и комплекс программ для совместной динамики и термодинамики воды и морского льда Северного Ледовитого океана

(ИВМ РАН)

В рамках международной программы сравнения моделей Северного Ледовитого океана проведен анализ состояния океана и морского льда при реалистичном атмосферном и океанском вынуждающем воздействии за 1948-2002 гг., который показал реалистичность и перспективность построенной модели.

 

1.3. Обучающая система по экспериментальной экономике

(ВЦ РАН)

Создан опытный образец компьютерной системы, реализующий серию обучающих экспериментов на стыке экспериментальной экономики и теории игр.

Методы экспериментальной экономики используются в ведущих университетах мира. В нашей стране активные работы в этом направлении только начинаются. Пример тому – данная система, которая уже используется в учебном процессе в МФТИ.

 

1.4. Комплекс алгоритмов и программ для автономной системы навигации

(ИПМ РАН)

Разработан уникальный комплекс алгоритмов и программ для автономной системы навигации космического аппарата по радиотехническим сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS.

 

1.5. Сетевая среда распределённой обработки данных на основе информационно-вычислительной системы на основе технологий GRID

(МСЦ РАН)

Разработаны принципы построения, архитектура, алгоритмы функционирования и программное обеспечение сетевой среды распределенных вычислений, включающей в свой состав гетерогенные информационно-вычислительные ресурсы различных организаций.

Создан и введен в опытную эксплуатацию фрагмент сетевой среды распределенных вычислений (ССРВ) в составе 7 вычислительных кластеров 5 организаций.

Разработаны и реализованы средства, полуавтоматического переноса вычислительных программ традиционной структуры в ССРВ.

 

1.6. Расширение языка XQuery

(ИСП РАН)

Разработано расширение языка XQuery операциями обновления XML-документов; в полученном расширенном языке сохранен декларативный стиль языка XQuery. Разработана структура системы хранения XML-данных во внешней памяти; структуры данных внешней памяти оптимизированы с целью эффективной поддержки как операций выборки данных, так и операций обновления. Разработаны основные алгоритмы выполнения операций выборки и обновления данных на физическом уровне.

Создан первый работающий прототип XML-СУБД.

 

1.7. Метод решения уравнения переноса в трехмерных геометриях

(ИПМ РАН)

Разработан консервативный метод дискретных ординат второго порядка точности для решения уравнения переноса в трехмерных геометриях. Осуществлена программная реализация разработанных методов и их верификация на тестовых задачах в однопроцессорном и многопроцессорном виде.

Создание подобного комплекса позволило решать принципиально новый класс задач, связанных с прямым комплексным расчетом системы РЕАКТОР+ЗАЩИТА.

Разработанные методы и программы внедрены в ведущее проектно-конструкторское предприятие в области реакторостроения ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС».

 

1.8. Программный комплекс автоматизированного визуального мониторинга

(ИПМ РАН)

Разработан опытный образец программного комплекса автоматизированного визуального мониторинга процесса сближения и стыковки космических аппаратов с Международной космической станцией на основе использования разработанной с этой целью системы компьютерного видения.

Комплекс находится в опытной эксплуатации в ЦУП.

 

1.9. Системы технического зрения в промышленности и на ж/д транспорте

(ИПМ РАН)

Создана система автоматизированного контроля чистоты (от инородных включений) и гранульного состава (распределения гранул порошка по размерам) металлических порошков для авиационной и космической промышленности.

Разработана и успешно прошла испытания на скоростном участке железной дороги «Москва – Санкт-Петербург» система технического зрения для оперативного контроля динамического взаимодействия токоприёмников и контактного провода.

 

1.10. Комплекс моделей оптимального управления биоресурсами

(ИПМИ КарНЦ РАН)

Разработан комплекс моделей оптимального управления биоресурсами на основе выделения охраняемой территории. На основе методов динамических игр построены математические модели оптимального управления численностью биологических популяций, распределенных в пространстве, разбитых на возрастные группы, учитывающие миграцию и распределение пищи.

Методы апробированы для различных модельных сценариев и для реальных озер Карелии.

 

1.11. Методы использования в чрезвычайных ситуациях мобильных сетей связи

(ИВМиМГ СО РАН)

Разработаны теория и методы эффективного использования в чрезвычайных ситуациях мобильных сетей связи для обеспечения информационного взаимодействия гражданского населения и специальных служб при проведении оперативных и поисковых мероприятий. Разработана система показателей живучести и качества обслуживания мобильных сетей при различных воздействиях на эти сети.

 

1.12. Технология интеллектуального анализа данных и прогнозирования

(ВЦ РАН)

Позволяет выявлять скрытые зависимости из разнотипных, противоречивых и неполных данных и находить на персональном компьютере точные прогнозные решения с помощью программной системы «РАСПОЗНАВАНИЕ».

Технология использует все основные подходы интеллектуального анализа данных и основана на алгебраической теории алгоритмов. Она позволяет автоматически решать широкий круг задач с оценкой точности решений и наглядными формами их представления.

Может быть использована для решения производственных, финансовых, научных и социальных задач в медицине, геологии, экологии, бизнесе, биологии, химии и др.

 

1.13. Математическое моделирование природных и антропогенных катастроф

(ИАП РАН)

Разработана математическая модель переноса массы с поверхности метеороида, движущегося в атмосфере Земли с гиперзвуковой скоростью. Рассматривался случай периодического прогрева с разрушением тонкого поверхностного слоя.

С помощью аналитических методов решена задача о частичном разрушении шарообразного упругого метеороида. Разработаны алгоритмы построения точечных оценок и доверительных множеств параметров многомерного распределения, а также процедуры проверки типа распределений времени жизни многокомпонентной системы.

 

1.14. Метод оценки эффективности лечения больных ожирением

(ВЦ РАН)

Разработан метод корреляционной адаптометрии для оценки эффективности лечения больных ожирением.

 

1.15. Система планирования производства, хранения, транспортировки и распределения нефтепродуктов

(ВЦ РАН)

Рассмотрены постановка, методы решения и программная система решения задачи планирования производства, транспортировки, складирования и распределения нефти и нефтепродуктов в товаропроизводящей сети.

Приводятся экономико-математическая модель задачи, методика ее дезагрегирования на подзадачи более простой структуры, алгоритмы решения составляющих задач.

 

1.16. Система слежения за движущимися объектами

(ВЦ РАН)

Разработана система слежения за движущимися объектами двух классов: объектами геометрически правильной формы (автомобили) и объектами со сложной структурой (лица людей) в режиме реального времени.

Для автомобилей находится скорость движения, а для лиц находятся ключевые точки.

 

1.17. Системы прогнозирования потребительского спроса

(ВЦ РАН)

Разработана программная система ежедневного расчета прогноза потребительского спроса по всей номенклатуре ассортимента каждого магазина крупной торговой сети. Произведена пилотная установка системы в крупной российской ритейлинговой сети.

 

1.18. Дистанционное обучение на базе спутниковых систем

(ВЦ РАН)

Разработана и экспериментально опробована технологическая схема построения централизованной системы on-line дистанционного обучения на базе спутниковых систем комбинированного доступа (СКД).

Подключение виртуальных классов к СКД позволяет осуществлять проведение в реальном масштабе времени сеансов дистанционного on-line общения преподавателя со всеми слушателями, находящимися в виртуальных классах.

 

1.19. Системы оценки рейтинга кредитоспособности заемщиков

(ВЦ РАН)

Разработана программная система оценки надежности кредитозаемщика. Система использует для оценки риска алгоритмы построения логических списков и логических деревьев.

Произведена пилотная установка системы в одном из российских коммерческих банков.

 

1.20. Двумерные и трехмерные параллельные технологии приближенного адаптивного решения краевых задач

(ИВМ РАН)

Технологии опираются на использование сеток трех разных классов: конформных иерархических с локальным измельчением, конформных неструктурированных с возможной анизотропией симплексов, и нестыкующихся симплициальных. Для всех классов созданы генераторы как двумерных, так и трехмерных сеток, а также эффективные методы решения возникающих систем, используемые в параллельных расчетах.

 

1.21. Модель динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере

(ИВМ РАН)

Модель выполнена с учетом нового блока, описывающего формирование частиц новой фазы из газов-предшественников по механизму гомогенной тройной нуклеации. Модель дополнена химическим блоком для описания совместных газофазных и жидкофазных процессов в атмосфере, как над материками, так и над морской поверхностью.

 

1.22. Комплексы программ для решения задач восстановления объема биомассы

(ИВМ РАН)

Разработаны алгоритмы и комплексы программ для решения обратных задач восстановления объема биомассы лесной растительности к многоспектральным изображениям аппаратуры MODIS спутника Terra для выбранных тестовых участков территории Тверской области.

 

1.23. Расчет радиационных полей

(ИПМ РАН)

Для решения уравнения переноса разработана методика аппроксимации задачи, основанная на сохранении баланса масс в каждой ячейке пространственной сетки. Данная методика была успешно применена для расчета радиационных полей в ЯЭУ космического назначения.

Достигнуто существенное упрощение подготовки начальных данных о расчетной геометрии при проведении расчетов радиационных полей в реальной геометрии ЯЭУ.

 

1.24. Средства отладки MPI-программ

(ИПМ РАН)

В рамках DVM-системы созданы средства отладки MPI-программ, которые готовы к практическому использованию и установлены на следующих кластерах: МВС-15000 и МВС-1000м (СКЦ), ANT (НИВЦ МГУ), RSC4 (ИПМ РАН). Эти средства отладки базируются на новых принципах, позволяющих существенно автоматизировать отладку параллельных программ и анализ их эффективности.

 

1.25. Универсальная вычислительная среда

(ИПМ РАН)

Разработана универсальная вычислительная среда, включающая пакеты программ NACRE (New Automatic Code Radiation Earth) для численного решения общих краевых задач теории переноса излучения и расчета радиационных характеристик в плоских неоднородных слоях разной оптической толщины с учетом аэрозольно-молекулярного рассеяния и поглощения, сильной анизотропии рассеяния.

Комплекс математических моделей и методов представляет собой открытую развиваемую систему математического моделирования.

Аналогов не существует.

 

1.26. Расчеты воздухо-, тепло- и массопереноса в «чистых» комнатах

(ИАП РАН)

Проведена классификация чистых помещений (ЧП) как объектов моделирования. Основными факторами для классификации являются функциональное назначение ЧП и требования по классу чистоты, что в свою очередь определяет конструктивные особенности ЧП и организацию подготовки и подачи воздушных потоков в ЧП.

 

1.27. Математические и информационные технологии в офтальмологии

(ИАП РАН)

Проведен статистический анализ результатов электронной микроскопии эндотелия роговицы и трансплантата при операциях сквозной пересадки роговицы. Изучаются возможности использования современных инфокоммуникационных технологий и телемедицины в практике работы врача-офтальмолога. Проводится анализ биомеханических и рефракционных характеристик средств контактной коррекции.

Математические и информационные технологии используются в деятельности отделения офтальмологии Центральной клинической больницы Медицинского центра Управления делами Президента РФ.

 

1.28. Программа расчета обтекания сегментальных и неосесимметричных тел

(РИЦКИ)

Разработана численная схема для расчета пространственных течений в смешанной области за ударной волной с учетом равновесных химических реакций и исследовано влияние этих реакций на структуру течения в ударном слое.

На основе разработанных численных схем проведены расчеты аэродинамики аппарата сегментальной формы на участке траектории торможения в атмосфере Земли в реальном режиме времени.

 

1.29. Система распределенного имитационного моделирования Мера

(ИВМиМГ СО РАН)

Разработана система распределенного имитационного моделирования Мера, совместимая по входному языку для различных операционных систем и архитектур вычислительной техники.

Для АСУ ТП Северо-Муйского тоннеля с использованием системы Мера реализован имитационный стенд, включающий комплекс имитационных моделей: тепловентиляционного оборудования, внешней среды, движения железнодорожных составов через туннель и микроклимата туннеля.

 

1.30. Расчет глубины проникновения нефтяной скважины

(ИПМИ ВНЦ РАН)

Получены расчетные формулы, позволяющие определить допустимую глубину проникновения нефтяной скважины и расхода извлекаемой нефти, при соблюдении которых обеспечивается устойчивый селективный нефтеотбор.

 

1.31. Метод расчета течений дегазированной жидкости

(НИИ ПМА КБНЦ РАН)

Разработан общий инженерный метод расчета неустановившихся течений дегазированной каветирующей жидкости в трубопроводах при переменных скоростях звука, позволяющий рассчитывать течение жидкости при любых механизмах возникновения изменений скорости звука.

Метод может найти применение в проектных организациях, разрабатывающих устройства и системы, функционирующие в упомянутых условиях.

 

1.32. Методики для расчета задач механики сплошной среды и газовой динамики

(ФГУП РФЯЦ ВНИИЭФ)

Создан и сдан в эксплуатацию комплекс программ, объединяющий возможности методик для расчетов двумерных и трехмерных задач механики сплошной среды и газовой динамики в лагранжево-эйлеровом приближении с учетом различных моделей упруго-пластического деформирования и кинетики детонации.

 

1.33. Расчеты многомерных задач нейтронов

(ФГУП РФЯЦ ВНИИЭФ)

Завершены работы по созданию комплекса САТУРН. Комплекс ориентирован на проведение расчетов многомерных задач нейтронов, гамма-квантов и неравновесного рентгеновского излучения на большом числе процессоров современных ЭВМ, что значительно сокращает сроки проведения расчетов. Организация комплекса позволяет оперативно развивать и внедрять в расчеты этих классов задач новые физико-математические модели и методики.

Комплекс сдан в опытную эксплуатацию.