Лаборатория Математического Моделирования Физики Плазмы БФУ им. Канта

Цель

Разработка новых и совершенствование ранее предложенных математических моделей физики плазмы, их реализация на основе современных высокоточных численных методов и создание комплексов компьютерных программ (в том числе для современных вычислительных систем с параллельной архитектурой) для решения актуальных задач различной направленности.

Задачи

Создании комплекса вычислительных методов, алгоритмов и программ для численного моделирования динамики системы ионосфера-плазмосфера в естественных условиях и условиях антропогенных возмущений.
Создание общей методики построения новых вычислительных алгоритмов явного типа, обеспечивающих хорошую точность и высокую эффективность распараллеливания.
Разработка метода численного моделирования нестационарных уравнений переноса ионосферной плазмы в дрейфующих дипольных плазменных трубках произвольного размера.
Разработка комплекса программ формирования внутренних граничных условий, которые соответствуют реальной форме спутника, и решение уравнения Лапласа с использованием многосеточных параллельных алгоритмов.

Построение эффективных алгоритмов расчета динамики электронов и ионов, с общим числом уравнений, по крайней мере, до десяти в восьмой степени, что соответствует числу частиц в кубе с ребром 1 метр и концентрацией сто частиц в кубическом сантиметре.
Исследование процессов аккреции межзвездной материи на компактных массивных астрофизических объектах, в частности образования высокоэнергичных струй в процессе аккреции межзвездного вещества на компактных астрономических объектах, наблюдаемых в новейших астрофизических наблюдениях.
Изучение магнитогидродинамических процессов теплопереноса в сложных распределенных системах в критических условиях.

Основные научные направления

Моделирование процессов в магнитосферной и ионосферной плазме

Разработка новых и усовершенствовании имеющихся математических моделей, описывающих протекание физико-химических процессов в термосфере и ионосфере Земли, а также в применении созданных моделей для исследования особенностей динамики околоземной космической плазмы в различных гелиогеофизических условиях.

Математические модели взаимодействия заряженных космических аппаратов с космической плазмой

Построение трехмерной модели взаимодействия заряженного микроспутника и многокомпонентной тепловой плазмы с использованием метода молекулярной динамики. Разработка эффективных параллельных алгоритмов, реализующих возможности распараллеливания на технологиях CUDA и MPI с учётом децентрализованной модели хранения данных, что позволит легко масштабировать задачу в зависимости от имеющихся вычислительных мощностей.

Математическое моделирования задач физики плазмы и астрофизики на основе системы кинетически согласованных уравнений магнитной газовой динамики

Создание математических моделей, вычислительных методов, алгоритмов и программных сред для физики плазмы, в частности для решения фундаментальных проблем астрофизики, а также актуальных прикладных задач, в частности оптимизации процессов теплопереноса в сложных крупномасштабных распределенных системах в критических условиях с использованием магнето гидродинамических принципов

Сотрудники

Зинин Леонид Викторович

заведующий Лабораторией математического моделирования физики плазмы, профессор ОНК «Институт высоких технологий»

Четверушкин Борис Николаевич

профессор Института физико-математических наук и информационных технологий

Ишанов Сергей Александрович

профессор ОНК «Институт высоких технологий»

Савельев Валерий Иванович

профессор Института физико-математических наук и информационных технологий

Кащенко Николай Михайлович

профессор ОНК «Институт высоких технологий»

Худенко Владимир Николаевич

профессор Института физико-математических наук и информационных технологий

Савельев Андрей Валерьевич

доцент Института физико-математических наук и информационных технологий

Савкин Дмитрий Александрович

руководитель образовательных программ Высшей школы компьютерных наук и искусственного интеллекта

Зубков Евгений Вячеславович

старший преподаватель Института физико-математических наук и информационных технологий

Партнеры

Лейпцигский университет, Лейпциг, ФРГ. Манфред Дросте, профессор, член Европейской академии наук, член Российского отделения Европейской ассоциации по теоретической информатике RC EATCS, член ассоциации вычислительной техники США – ACM, член немецкого математического общества DMV, эксперт различных фондов ЕС

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, г. Москва, Россия. Кулешов А.А., д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник ИПМ им. М.В. Келдыша, заместитель директора Московского Центра фундаментальной и прикладной математики

Институт вычислительной математики РАН, г. Москва, Россия. Василевский Ю.В., д.ф.-м.н., член-корр. РАН, заместитель директора ИВМ РАН

Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Московская обл., Россия, Петров И.Б., д.ф.-м.н., профессор, член-корр. РАН, заведующий кафедрой. Шананин А.А., д.ф.-м.н., профессор, член-корр. РАН