M. V. Keldysh Institutul de Matematică Aplicată RAS

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 24 septembrie 2017; verificările necesită 35 de modificări .
M. V. Keldysh Institutul de Matematică Aplicată RAS
( IPM RAS )
nume international Institutul Keldysh de Matematică Aplicată, KIAM
Fondat 1953
Director Aptekarev Alexander Ivanovici
Locație  Rusia ,Moscova
Adresa legala 125047, Moscova , Piața Miusskaya , 4
Site-ul web

http://www.keldysh.ru/

Ordinul lui Lenin
Premii

Institutul M. V. Keldysh de Matematică Aplicată al Academiei Ruse de Științe ( IPM RAS ) a fost înființat pentru a rezolva problemele de calcul legate de programele de stat de energie nucleară și termonucleară, explorarea spațiului și tehnologia rachetelor. Institutul face parte din Departamentul de Științe Matematice al Academiei Ruse de Științe . Activitatea principală a institutului este utilizarea tehnologiei informatice pentru rezolvarea unor probleme științifice și tehnice complexe de mare importanță practică.

Din 2016, sfera de activitate științifică a institutului a inclus dezvoltarea de metode matematice și computaționale pentru cercetarea biologică , precum și rezolvarea directă a problemelor de biologie computațională folosind astfel de metode.

Activitate științifică

Fizică nucleară

Unul dintre departamentele institutului era condus de academicianul Ya. B. Zeldovich , un fizician teoretician proeminent, care era responsabil pentru aspectele teoretice ale lucrărilor privind crearea armelor atomice și termonucleare . Tânărul A. A. Samarsky a efectuat primele calcule realiste ale macrocineticii reacției în lanț a unei explozii nucleare , ceea ce a condus la estimări practic importante ale puterii armelor nucleare. Modelarea proceselor de transfer de neutroni și a reacțiilor atomice a fost realizată și în legătură cu energia nucleară . În special, E. S. Kuznetsov este cunoscut pentru munca sa privind teoria reactoarelor nucleare .

În prezent, IPM continuă activitatea în domeniul fizicii plasmei și al fuziunii termonucleare controlate , care a început sub îndrumarea lui S. P. Kurdyumov , A. A. Samarsky, Yu. P. Popov .

Astronautică

Dinamica zborurilor spațiale, care a fost studiată în departamentul D. E. Okhotsimsky , a fost într-un fel creația preferată a lui M. V. Keldysh și i-a arătat o atenție deosebită. În 1966, pe baza departamentului, a fost organizat Centrul Balistic (condus de E. L. Akim ), care era angajat în calcularea orbitelor optime, a traiectoriilor reale și a corecțiilor pentru toate zborurile spațiale: de la vehicule automate interplanetare și lunare până la Soyuz și Salyut cu echipaj. stații orbitale și „ Lumea ”. Departamentul a studiat, de asemenea, problemele de andocare, aterizare controlată și stabilizarea navelor spațiale.

Institutul a participat activ la crearea navei spațiale reutilizabile Buran . Modelarea strategică efectuată la IPM a convins conducerea țării de necesitatea de a opune analogului sovietic „ Naveta ” americană. În departamentul A. V. Zabrodin, a fost calculat debitul în jurul și încălzirea aparatului în timpul intrării în atmosferă. În departamentul M. R. Shura-Bura , a fost dezvoltată partea de sistem a software-ului „Buran”.

În prezent, Centrul Balistic continuă să ofere proiecte spațiale în derulare. Institutul operează un segment de monitorizare a situațiilor periculoase din zona orbitelor geostaționare, extrem de eliptice și medii-înalte ale Sistemului automat de avertizare a situațiilor periculoase în spațiul apropiat (ASPOS OKS), calculul întâlnirilor periculoase ale zonelor protejate. nave spațiale cu diverse obiecte de origine tehnologică, inclusiv resturi spațiale. Instrumentele de monitorizare optică sunt utilizate în mod regulat pentru a observa spațiul din apropierea Pământului, inclusiv asteroizii din apropierea Pământului, potențial periculoși. Sistemele de control și navigație în timp real pentru nave spațiale sunt dezvoltate folosind sistemele globale de navigație prin satelit GPS și GLONASS . Cosmonautica se desfășoară și în alte departamente. În special, în grupul lui M. Ya. Marov ei studiază atmosferele planetelor . Se studiază perspectivele zborurilor interplanetare cu rază lungă de acțiune folosind motoare electrice cu rachete [1] . IPM participă la proiectele „ Phobos-soil ” [2] și „ Copie de arhivă Radioastron din 8 aprilie 2008 la Wayback Machine ”, „ Copia de arhivă Exo-Mars din 10 ianuarie 2020 la Wayback Machine ”, „ Spektr-RG Copie de arhivă datată 14 noiembrie 2019 la Wayback Machine .”

Matematică și modelare matematică

Departamentul de transfer de căldură a fost condus (până la plecarea sa în SUA în 1989 ) de I. M. Gelfand , unul dintre cei mai mari matematicieni ai secolului al XX-lea, ales membru nu numai al Academiei Ruse de Științe , ci și al multor academii străine. El deține lucrări fundamentale de analiză funcțională , algebră și topologie . A. N. Tikhonov a lucrat inițial în aceleași domenii ale matematicii , cu toate acestea, el este cel mai bine cunoscut pentru lucrări cu o orientare mai aplicată, cum ar fi metodele de rezolvare a problemelor prost puse ( metoda de regularizare a lui Tikhonov ). A. N. Tikhonov a creat și teoria ecuațiilor diferențiale cu un parametru mic la cea mai mare derivată. A. A. Samarskii a dezvoltat o teorie generală a stabilității schemelor de diferențe. A. A. Samarsky a considerat modelarea matematică ca o disciplină științifică independentă. S. P. Kurdyumov a creat o școală științifică în domeniul sinergeticii și a atras atenția asupra aspectelor sale filozofice și științifice generale.

În prezent, arsenalul existent de metode numerice este actualizat și îmbunătățit din cauza complexității tot mai mari a modelelor și a capacităților supercalculatoarelor moderne . Sunt în curs de dezvoltare metode grilă pentru rezolvarea problemelor de calcul, ducând, în special, la crearea limbajului declarativ „ Norm ” Copie arhivată din 25 aprilie 2008 la Wayback Machine .

Calculatoare și programare

Institutul a fost întotdeauna dotat cu cele mai moderne echipamente informatice pe care le-ar putea furniza industria autohtonă. Prima lucrare a fost efectuată la calculatoarele mecanice „Mercedes” un personal numeros de calculatoare. În 1953, a apărut primul computer intern „Strela” , pe care, în special, au fost calculate orbitele primilor sateliți. Mai târziu, au apărut computerele din seria M-20 , M-220 și BESM . A fost dezvoltat sistemul de operare IPM OS , unul dintre primele sisteme de operare cu drepturi depline , care a inclus un mecanism complet modern pentru procesarea paralelă a sarcinilor și alocarea resurselor. Au fost create biblioteci de funcţii matematice ; în 1972 a început dezvoltarea bibliotecii de grafică GRAFOR [3] .

Scopul principal al inginerilor de calcul IPM (departamentul A. N. Myamlin ) și al programatorilor de sistem (departamentul M. R. Shura-Bur) a fost utilizarea eficientă a resurselor limitate în viteză și memorie. S-a practicat, în special, combinarea calculatoarelor într-un fel de sistem multiprocesor pentru a paraleliza procesarea sarcinilor. Influența personală a IPM și a M.R. Shura-Bur asupra alegerii arhitecturii computerelor universale domestice a fost foarte semnificativă.

Institutul s-a angajat și în automatizarea transformărilor matematice. VF Turchin a dezvoltat limbajul algebrei computerizate REFAL [4] . Teoria și sistemele aplicate de supercompilare a programelor funcționale bazate pe aceasta sunt în curs de dezvoltare.

În prezent, se lucrează la crearea unor sisteme de calcul distribuite bazate pe combinarea mai multor supercalculatoare, pentru care se folosesc tehnologii grid  și se dezvoltă sisteme de operare specializate.

Institutul dezvoltă un sistem DVM conceput pentru a dezvolta programe paralele pentru calcule științifice și tehnice în limbajele C-DVMH și Fortran-DVMH în modelul DVMH. Modelul DVMH vă permite să creați programe paralele eficiente pentru clustere de calcul eterogene, care, împreună cu procesoarele multi-core universale, includ acceleratoare grafice și coprocesoare Xeon Phi.

Robotică

Odată cu creșterea și întărirea științei ramurilor, o parte semnificativă a subiectelor sub care a fost creat institutul a fost transferată către grupuri de calcul specializate ale organizațiilor industriale. S-a schimbat și situația din țară. Într-o atmosferă de detenție și reformă economică, oamenilor de știință li s-a oferit mai multă libertate de a alege sarcinile în conformitate cu interesele lor științifice. Ya. B. Zel'dovich a început să studieze astrofizica . În departamentul lui D. E. Okhotsimsky, aproximativ jumătate dintre angajați au trecut la robotică: dezvoltarea de vehicule cu șase picioare și manipulatoare „inteligente”. T. M. Eneev a început să se angajeze în modelarea computerizată a proceselor de formare a galaxiilor și a sistemelor planetare [5] . De asemenea, a aplicat tehnici similare de modelare la descrierea procesului de structurare a macromoleculelor biologice . [6] . I. M. Gel'fand și colaboratorii săi au dezvoltat metodele matematice ale biofizicii medicale.

În prezent, se desfășoară lucrări la robotică în sectorul A.K. Platonov în grupurile V.E. E. Pryanishnikova Lucrările continuă și la crearea de vehicule de mers pe jos cu șase picioare.

Biologie matematică

Din 2016, aria de interes a IPM a inclus probleme de fizică matematică a obiectelor biologice și biologie computațională , care sunt rezolvate pe baza IMBB RAS  , o ramură a IPM. M.V. Keldysh RAS.

Proiecte științifice de specialitate

Activități didactice și sociale

Majoritatea membrilor lideri ai IPM au lucrat cu jumătate de normă ca profesori la Universitatea de Stat din Moscova sau la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova . AN Tikhonov a fost organizatorul și primul decan al Facultății de Matematică Computațională și Cibernetică a Universității de Stat din Moscova . A contribuit activ la procesul de creare a facultăților de profil similar, care a apărut până la sfârșitul anilor 1970 în aproape toate universitățile și universitățile tehnice ale țării și au pregătit deja câteva generații de programatori. A. N. Tikhonov și A. A. Samarsky dețin un manual frecvent menționat despre ecuațiile fizicii matematice [8] . D. E. Okhotsimsky și Yu. G. Sikharulidze au scris primul manual despre dinamica zborului spațial. [9]

I. M. Gel'fand s-a angajat în educația matematică a școlarilor. A alcătuit un program de prelegeri și seminarii pentru studenții Școlii de matematică nr. 2 din Moscova . În sistemul său, o atenție deosebită a fost acordată predării abilităților dovezilor riguroase. I. M. Gel'fand a organizat, de asemenea, Școala de Matematică pentru Corespondență All-Union (VZMSh) pentru a preda matematica prin corespondență, de la care au absolvit peste 70 de mii de oameni în 30 de ani.

În anii 1970, T. M. Eneev a adus o contribuție semnificativă la lupta împotriva proiectului de deviere a fluxului râurilor nordice spre sud  - un plan care, potrivit multor oameni de știință, amenința cu consecințe foarte grave asupra mediului.

Istorie

Repere

Istoria IPM RAS a început în a doua jumătate a anilor 1940, când se afla la Institutul de Matematică. V. A. Steklov de la Academia de Științe a URSS , un grup de matematicieni-calculatoare a apărut sub conducerea lui M. V. Keldysh . În 1953, a fost organizat Departamentul de Matematică Aplicată (secret) , oficial o divizie a Institutului de Matematică . În 1966, institutul și-a primit numele actual Institutul de Matematică Aplicată , iar în 1978, după moartea lui M. V. Keldysh , Institutul de Matematică Aplicată al Academiei Ruse de Științe a început să-i poarte numele.

Organizatorul institutului, M. V. Keldysh, a avut o mare influență asupra stilului științific al institutului și a naturii sarcinilor de rezolvat. M. V. Keldysh, președintele Academiei de Științe și un participant activ la programele spațiale și nucleare, și-a implicat institutul în lucrul pe cele mai importante probleme practice, în care noutatea științifică era combinată cu nevoia de calcule complexe. Întrucât astfel de probleme se găseau adesea la intersecția disciplinelor științifice, personalul institutului includea matematicieni, fizicieni, mecanici, precum și informaticieni. Institutul a primit Ordinul lui Lenin .

Ca urmare a reorganizării anilor 2015-2016. [10] , Institutul de Probleme Matematice de Biologie RAS a devenit o ramură a IPM RAS .

Directori

Organizații spin-off

Lucrări notabile după an

1949  - D. E. Okhotsimsky a efectuat un calcul realist al undei de șoc a unei explozii nucleare în atmosferă [11] .
1949[ clarifica ]  - I. M. Gelfand și O. V. Lokutsievskiy au publicat[ unde? ] faimoasa metodă „ sweep ” pentru rezolvarea schemelor de diferențe implicite, care a fost de fapt folosită la IPM de la sfârșitul anilor 1940 [12]
1957  — O serie de articole de D. E. Okhotsimsky și T. M. Eneev în legătură cu lansarea primului satelit [ 13] . [14] .
1966  - E. L. Akim a calculat parametrul de non-centralitate („în formă de pară”) al figurii Lunii [15] .
1969  - Efectul Sunyaev-Zeldovich , împrăștierea radiației relicve pe electroni [16] [17] [18] [19]
1989  - Primul atlas al lui Venus [20]

Memorii

Atracții

Colaboratori de seamă

Monografii selectate în limba rusă

Monografii selectate în limba engleză

Manuale și cărți non-ficțiune

Vezi și

(11011) KIAM  este un asteroid numit după Institutul de Matematică Aplicată M. V. Keldysh al Academiei Ruse de Științe.

Note

  1. ↑ T. M. Eneev, R. Z. Akhmetshin, G. B. Efimov, M. S. Konstantinov, G. G. Fedotov. Analiza balistică a zborurilor interplanetare ale navelor spațiale cu motoare de rachete electrice. Matematic. modeling, vol. 12, nr. 5, 2000, p. 33-38
  2. ↑ V. S. Avduevsky , E. L. Akim, R. S. Kremnev, S. D. Kulikov, M. Ya. Marov, K. M. Pichkhadze, G. A. Popov, T. M. Eneev . Proiectul spațial „Phobos-sol”: principalele caracteristici și strategie de dezvoltare. Astronautica și știința rachetelor. v. 19 p. 8-21, 2000
  3. ↑ Istoria graficii pe computer în Rusia (link inaccesibil) . Data accesului: 8 ianuarie 2012. Arhivat din original pe 17 martie 2012. 
  4. ↑ V. F. Turchin, V. I. Serdobolsky. Limbajul Refal și utilizarea lui pentru transformarea expresiilor algebrice // Cibernetica, 1969, Nr. 3, p.58-62
  5. ↑ T. M. Eneev , N. N. Kozlov. Modelul procesului de acumulare de formare a sistemelor planetare. I. Experimente numerice. Buletinul Astronomic. 1981. V. 15, nr. 2, p. 80-94; II. Rotația planetelor și legătura modelului cu teoria instabilității gravitaționale. Buletinul Astronomic. 1981. V. 15, nr. 3, p. 131-141.
  6. ↑ T. M. Eneev, N. N. Kozlov, E. I. Kugushev. Procese de structurare a biomoleculelor. Rezultatele modelării matematice. IPM preprint im. M. V. Keldysh RAN, N 69, 1995, p. 22 [1] Arhivat la 31 august 2007 la Wayback Machine
  7. ↑ S. M. Sokolov, A. A. Boguslavsky. Interfață grafică a sistemelor de viziune bazate pe computere personale. KIAM Preprint nr. 24, Moscova, 1998
  8. ↑ A. N. Tihonov, A. A. Samarsky. Ecuații ale fizicii matematice. M., Nauka, 1966 . 724 p.
  9. ↑ D. E. Okhotsimsky, Yu. G. Sikharulidze. Fundamentele mecanicii zborului spațial. M., Nauka, 1990 . 445 p.
  10. ↑ Ordin privind aderarea IMPB la IPM . Data accesului: 30 iunie 2016. Arhivat din original pe 6 martie 2016.
  11. ↑ D. E. Okhotsimsky, Kondrashova I. L., Vlasova Z. P., Kazakova R. K. Calculul unei explozii punctuale luând în considerare contrapresiunea. - Lucrările Institutului de Matematică. M. V. Steklova, vol. 50, 1957, 65 p.
  12. ↑ I. M. Gelfand, O. V. Lokutsievskiy. Metoda „sweep” pentru rezolvarea ecuațiilor diferențelor. În cartea lui S. K. Godunov, V. S. Ryabenky. Introducere în teoria schemelor diferențelor. - Fizmatgiz, 1962.
  13. ↑ D. E. Okhotsimsky, T. M. Eneev. Câteva probleme variaționale asociate cu lansarea unui satelit artificial Pământului . Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 63, nr.1a, 1957, p. 33-50.
  14. ↑ D. E. Okhotsimsky, T. M. Eneev, G. P. Taratynova. Determinarea timpului de existență a unui satelit artificial al Pământului și studiul perturbațiilor seculare ale orbitei sale. Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 63, nr.1a, 1957, p. 5-32.
  15. ↑ E. L. Akim . Determinarea câmpului gravitațional al Lunii prin mișcarea satelitului artificial al Lunii „Luna 10”. Rapoarte ale Academiei de Științe a URSS, 1966, vol. 170, nr.4.
  16. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Interacțiunea materiei și radiațiilor într-un univers model fierbinte   // Astrophys . știință spațială. : jurnal. - 1969. - Vol. 4 , nr. 3 . - P. 301-316 .
  17. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Fluctuații la scară mică ale radiației relicve   // ​​Astrophys . știință spațială. : jurnal. - 1970. - Vol. 7 , nr. 1 . - P. 3-19 .  (link indisponibil)
  18. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Observațiile radiației relicve ca un test al naturii radiației cu raze X din clusterele de galaxii   // Comm . Astrophys. fizica spațială. : jurnal. - 1972. - Vol. 4 . — P. 173 .
  19. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Radiația de fond cu microunde ca o sondă a structurii și istoriei contemporane a universului   // Ann . Rev. Astron. Astrophys. : jurnal. - 1980. - Vol. 18 . - P. 537-560 .
  20. ↑ V. A. Kotelnikov , V. L. Barsukov, E. L. Akim și colab. Atlasul suprafeței lui Venus. - Moscova, Direcția Principală de Geodezie și Cartografie din cadrul Consiliului de Miniștri al URSS , 1989

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice