M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 24. september 2017; checks kræver 35 redigeringer .
M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS
( IPM RAS )
internationalt navn Keldysh Institute of Applied Mathematics, KIAM
Grundlagt 1953
Direktør Aptekarev Alexander Ivanovich
Beliggenhed  Rusland ,Moskva
Juridisk adresse 125047, Moskva , Miusskaya-pladsen , 4
Internet side

http://www.keldysh.ru/

Lenins orden
Priser

M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics ved det russiske videnskabsakademi ( IPM RAS ) blev etableret for at løse beregningsmæssige problemer relateret til statslige programmer for nuklear og termonuklear energi, rumudforskning og raketteknologi. Instituttet er en del af Institut for Matematiske Videnskaber under Det Russiske Videnskabsakademi . Instituttets hovedaktivitet er brugen af ​​computerteknologi til at løse komplekse videnskabelige og tekniske problemer af stor praktisk betydning.

Siden 2016 har instituttets videnskabelige aktivitet omfattet udvikling af matematiske og beregningsmetoder til biologisk forskning samt den direkte løsning af beregningsbiologiske problemer ved hjælp af sådanne metoder.

Videnskabelig aktivitet

Kernefysik

En af instituttets afdelinger blev ledet af akademiker Ya. B. Zeldovich , en fremtrædende teoretisk fysiker, der var ansvarlig for de teoretiske aspekter af arbejdet med at skabe atom- og termonukleare våben . Young A. A. Samarsky udførte de første realistiske beregninger af makrokinetikken af ​​kædereaktionen af ​​en atomeksplosion , hvilket førte til praktisk talt vigtige estimater af atomvåbens kraft. Modellering af neutronoverførselsprocesser og atomreaktioner blev også udført i forbindelse med kerneenergi . Især E. S. Kuznetsov er kendt for sit arbejde med teorien om atomreaktorer .

På nuværende tidspunkt fortsætter IPM arbejdet inden for plasmafysik og kontrolleret termonuklear fusion , som begyndte under vejledning af S. P. Kurdyumov , A. A. Samarsky, Yu. P. Popov .

Astronautik

Dynamikken i rumflyvninger, som blev undersøgt i afdelingen for D. E. Okhotsimsky , var på en måde M. V. Keldysh's yndlingsudtænkte, og han viste særlig opmærksomhed på det. I 1966 blev det ballistiske center organiseret på grundlag af afdelingen (ledet af E. L. Akim ), som var engageret i at beregne optimale baner, faktiske baner og korrektioner for alle rumflyvninger: fra automatiske interplanetariske og månefartøjer til bemandede Soyuz og Salyut orbital stationer og " Verden ". Afdelingen undersøgte også problemerne med docking, kontrolleret landing og stabilisering af rumfartøjer.

Instituttet tog en aktiv del i skabelsen af ​​det genanvendelige rumfartøj Buran . Den strategiske modellering udført på IPM overbeviste landets ledelse om behovet for at modsætte sig den sovjetiske analog til den amerikanske " Shuttle ". I afdelingen for A. V. Zabrodin blev flowet rundt og opvarmningen af ​​apparatet under indtrængen i atmosfæren beregnet. I afdelingen for M. R. Shura-Bura blev systemdelen af ​​softwaren "Buran" udviklet.

I øjeblikket fortsætter Ballistic Center med at levere igangværende rumprojekter. Instituttet driver et segment til overvågning af farlige situationer i området med geostationære, meget elliptiske og mellemhøje baner i det automatiske system til advarsel om farlige situationer i det nære jordrum (ASPOS OKS), beregningen af ​​farlige møder af beskyttede rumfartøjer med forskellige genstande af teknologisk oprindelse, herunder rumaffald. Optiske overvågningsværktøjer bruges jævnligt til at observere jordens nære rum, herunder potentielt farlige jordnære asteroider. Realtidsstyrings- og navigationssystemer til rumfartøjer udvikles ved hjælp af globale satellitnavigationssystemer GPS og GLONASS . Kosmonautik udføres også i andre afdelinger. Især i gruppen af ​​M. Ya. Marov studerer de planeternes atmosfærer . Udsigterne for langdistance-interplanetariske flyvninger ved hjælp af elektriske raketmotorer er ved at blive undersøgt [1] . IPM deltager i projekterne " Phobos-soil " [2] og " Radioastron Archival copy dated April 8, 2008 at the Wayback Machine ", " Exo-Mars Archival copy dated January 10, 2020 at the Wayback Machine ", " Spektr-RG Arkivkopi dateret 14. november 2019 på Wayback Machine ."

Matematik og matematisk modellering

Afdelingen for varmeoverførsel blev ledet (indtil hans afgang til USA i 1989 ) af I. M. Gelfand , en af ​​de største matematikere i det 20. århundrede, valgt til medlem ikke kun af det russiske videnskabsakademi , men også af mange udenlandske akademier. Han ejer grundlæggende værker om funktionel analyse , algebra og topologi . A. N. Tikhonov arbejdede oprindeligt inden for de samme områder inden for matematikken , men han er bedst kendt for værker med en mere anvendt orientering, såsom metoder til at løse dårligt stillede problemer ( Tikhonovs regulariseringsmetode ). A. N. Tikhonov skabte også teorien om differentialligninger med en lille parameter ved den højeste afledede. A. A. Samarskii udviklede en generel teori om stabiliteten af ​​forskelsskemaer. A. A. Samarsky betragtede matematisk modellering som en uafhængig videnskabelig disciplin. S. P. Kurdyumov skabte en videnskabelig skole inden for synergetik og henledte opmærksomheden på dens filosofiske og generelle videnskabelige aspekter.

På nuværende tidspunkt bliver det eksisterende arsenal af numeriske metoder opdateret og forbedret på grund af den voksende kompleksitet af modeller og mulighederne i moderne supercomputere . Grid-metoder til at løse beregningsproblemer er ved at blive udviklet, hvilket især fører til skabelsen af ​​det deklarative sprog " Norm " Arkiveret kopi af 25. april 2008 på Wayback Machine .

Computere og programmering

Instituttet er altid blevet forsynet med det mest opdaterede computerudstyr, som den hjemlige industri kunne levere. Det første arbejde blev udført på mekaniske regnemaskiner "Mercedes" ​​en stor stab af regnemaskiner. I 1953 dukkede den første indenlandske computer "Strela" op , hvorpå især de første satellitters kredsløb blev beregnet. Senere dukkede computere i M-20 , M-220 og BESM -serien op . IPM OS -operativsystemet blev udviklet , et af de første fuldgyldige operativsystemer , som inkluderede en helt moderne mekanisme til parallel opgavebehandling og ressourceallokering. Biblioteker med matematiske funktioner blev oprettet ; i 1972 begyndte udviklingen af ​​GRAFOR -grafikbiblioteket [3] .

Hovedmålet for IPM computeringeniører (afdeling for A. N. Myamlin ) og systemprogrammører (afdeling for M. R. Shura-Bur) var effektiv brug af ressourcer begrænset i hastighed og hukommelse. Man øvede sig især i at kombinere computere til en slags multiprocessorsystem for at parallelisere behandlingen af ​​opgaver. Indflydelsen af ​​IPM og M.R. Shura-Bur personligt på valget af arkitekturen for indenlandske universelle computere var meget betydelig.

Instituttet var også engageret i automatisering af matematiske transformationer. VF Turchin udviklede sproget for computeralgebra REFAL [4] . Teorien og anvendte systemer til superkompilering af funktionelle programmer baseret på den er under udvikling.

I øjeblikket arbejdes der på at skabe distribuerede computersystemer baseret på kombinationen af ​​flere supercomputere, hvortil der anvendes grid-  teknologier og specialiserede styresystemer udvikles.

Instituttet udvikler et DVM-system designet til at udvikle parallelle programmer til videnskabelige og tekniske beregninger i C-DVMH og Fortran-DVMH sprog i DVMH modellen. DVMH-modellen giver dig mulighed for at skabe effektive parallelle programmer til heterogene computerklynger, som sammen med universelle multi-core processorer inkluderer grafikacceleratorer og Xeon Phi coprocessorer.

Robotics

Med væksten og styrkelsen af ​​branchevidenskaben blev en væsentlig del af de emner, som instituttet blev oprettet under, overført til specialiserede beregningsgrupper af industriorganisationer. Situationen i landet har også ændret sig. I en atmosfære af afspænding og økonomiske reformer fik videnskabsmænd større frihed til at vælge opgaver i overensstemmelse med deres videnskabelige interesser. Ya. B. Zel'dovich begyndte at studere astrofysik . I afdelingen for D. E. Okhotsimsky skiftede omkring halvdelen af ​​medarbejderne til robotteknologi: udvikling af seksbenede gåkøretøjer og "smarte" manipulatorer. T. M. Eneev begyndte at engagere sig i computermodellering af processerne til dannelse af galakser og planetsystemer [5] . Han anvendte også lignende modelleringsteknikker til beskrivelsen af ​​processen med strukturering af biologiske makromolekyler . [6] . I. M. Gel'fand og hans samarbejdspartnere udviklede de matematiske metoder inden for medicinsk biofysik.

I øjeblikket udføres der arbejde med robotteknologi i A.K. Platonov-sektoren i grupperne V.E. E. Pryanishnikova ( autonome Arbejdet fortsætter også med at skabe seksbenede gåkøretøjer.

Matematisk biologi

Siden 2016 har IPMs interesseområde omfattet problemer med matematisk fysik af biologiske objekter og beregningsbiologi , som er løst på grundlag af IMBB RAS  , en gren af ​​IPM. M.V. Keldysh RAS.

Specialiserede videnskabelige projekter

Undervisning og sociale aktiviteter

De fleste af de førende medlemmer af IPM arbejdede på deltid som professorer ved Moscow State University eller Moskva Institute of Physics and Technology . AN Tikhonov var arrangør og den første dekan ved fakultetet for beregningsmatematik og kybernetik ved Moscow State University . Han bidrog aktivt til processen med at skabe fakulteter med en lignende profil, som dukkede op i slutningen af ​​1970'erne på næsten alle universiteter og tekniske universiteter i landet og har allerede trænet flere generationer af programmører. A. N. Tikhonov og A. A. Samarsky ejer en ofte nævnt lærebog om matematisk fysiks ligninger [8] . D. E. Okhotsimsky og Yu. G. Sikharulidze skrev den første lærebog om dynamikken i rumflyvning. [9]

I. M. Gel'fand var engageret i matematisk uddannelse af skolebørn. Han kompilerede et program med forelæsninger og seminarer for studerende fra Moskvas matematiske skole nr. 2 . I hans system blev der lagt særlig vægt på at undervise i strenge beviser. I. M. Gel'fand organiserede også All-Union Correspondence School of Mathematics (VZMSh) for at undervise i matematik ved korrespondance, hvorfra mere end 70 tusinde mennesker dimitterede på 30 år.

I 1970'erne ydede T. M. Eneev et væsentligt bidrag til kampen mod projektet om at aflede strømmen af ​​de nordlige floder mod syd  - en plan, der ifølge mange videnskabsmænd truede med meget alvorlige miljømæssige konsekvenser.

Historie

Milepæle

Historien om IPM RAS begyndte i anden halvdel af 1940'erne, da han var på Matematisk Institut. V. A. Steklov fra Akademiet for Videnskaber i USSR opstod en gruppe matematikere-computere under ledelse af M. V. Keldysh . I 1953 blev Institut for Anvendt Matematik (hemmeligt) organiseret , formelt en afdeling af Matematisk Institut . I 1966 fik instituttet sit nuværende navn Institute of Applied Mathematics , og i 1978, efter M. V. Keldyshs død , begyndte Institute of Applied Mathematics ved det russiske videnskabsakademi at bære hans navn.

Instituttets arrangør, M. V. Keldysh, havde stor indflydelse på instituttets videnskabelige stil og karakteren af ​​de opgaver, der blev løst. M. V. Keldysh, præsident for Videnskabernes Akademi og en aktiv deltager i rum- og nukleare programmer, involverede sit institut i arbejdet med de vigtigste praktiske problemer, hvor videnskabelig nyhed blev kombineret med behovet for komplekse beregninger. Da sådanne problemer ofte befandt sig i skæringspunktet mellem videnskabelige discipliner, omfattede instituttets personale matematikere, fysikere, mekanikere såvel som dataloger. Instituttet blev tildelt Leninordenen .

Som følge af omlægningen af ​​2015-2016. [10] , Institute of Mathematical Problems of Biology RAS blev en gren af ​​IPM RAS .

Direktører

Spin-off organisationer

Bemærkelsesværdige værker efter år

1949  - D. E. Okhotsimsky udførte en realistisk beregning af chokbølgen af ​​en atomeksplosion i atmosfæren [11] .
1949[ klargør ]  - I. M. Gelfand og O. V. Lokutsievskiy udgivet[ hvor? ] den berømte " sweep "-metode til løsning af implicitte forskelsskemaer, som faktisk har været brugt ved IPM siden slutningen af ​​1940'erne [12]
1957  — En række artikler af D. E. Okhotsimsky og T. M. Eneev i forbindelse med opsendelsen af ​​den første satellit [ 13] . [14] .
1966  - E. L. Akim beregnede parameteren for ikke-centralitet ("pæreformet") for Månefiguren [15] .
1969  - Sunyaev-Zeldovich effekt , spredning af relikviestråling på elektroner [16] [17] [18] [19]
1989  - Det første atlas over Venus [20]

Erindringer

Seværdigheder

Bemærkelsesværdige samarbejdspartnere

Udvalgte monografier på russisk

Udvalgte monografier på engelsk

Lærebøger og faglitterære bøger

Se også

(11011) KIAM  er en asteroide opkaldt efter M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics ved det russiske videnskabsakademi.

Noter

  1. ↑ T. M. Eneev, R. Z. Akhmetshin, G. B. Efimov, M. S. Konstantinov, G. G. Fedotov. Ballistisk analyse af interplanetariske flyvninger af rumfartøjer med elektriske raketmotorer. Matematisk. modellering, bind 12, nr. 5, 2000, s. 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 . Rumprojektet "Phobos-jord": hovedkarakteristika og udviklingsstrategi. Astronautik og raketvidenskab. v. 19 s. 8-21, 2000
  3. ↑ Historie om computergrafik i Rusland (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 8. januar 2012. Arkiveret fra originalen 17. marts 2012. 
  4. ↑ V. F. Turchin, V. I. Serdobolsky. Refal-sproget og dets brug til transformation af algebraiske udtryk // Cybernetics, 1969, nr. 3, s.58-62
  5. ↑ T. M. Eneev , N. N. Kozlov. Model af akkumuleringsprocessen for dannelse af planetsystemer. I. Numeriske forsøg. Astronomisk Bulletin. 1981. V. 15, nr. 2, s. 80-94; II. Rotation af planeterne og forbindelse af modellen med teorien om gravitationel ustabilitet. Astronomisk Bulletin. 1981. V. 15, nr. 3, s. 131-141.
  6. ↑ T. M. Eneev, N. N. Kozlov, E. I. Kugushev. Processer til strukturering af biomolekyler. Resultater af matematisk modellering. IPM preprint im. M. V. Keldysh RAN, N 69, 1995, s. 22 [1] Arkiveret 31. august 2007 på Wayback Machine
  7. ↑ S. M. Sokolov, A. A. Boguslavsky. Grafisk grænseflade af visionsystemer baseret på personlige computere. KIAM Preprint No. 24, Moskva, 1998
  8. ↑ A. N. Tikhonov, A. A. Samarsky. Matematisk fysiks ligninger. M., Nauka, 1966 . 724 s.
  9. ↑ D. E. Okhotsimsky, Yu. G. Sikharulidze. Grundlæggende om rumflyvningens mekanik. M., Nauka, 1990 . 445 s.
  10. ↑ Bekendtgørelse om tiltrædelse af IMPB til IPM . Dato for adgang: 30. juni 2016. Arkiveret fra originalen 6. marts 2016.
  11. ↑ D. E. Okhotsimsky, Kondrashova I. L., Vlasova Z. P., Kazakova R. K. Beregning af en punkteksplosion under hensyntagen til modtryk. - Matematisk Instituts forhandlinger. M. V. Steklova, bind 50, 1957, 65 s.
  12. ↑ I. M. Gelfand, O. V. Lokutsievskiy. "Sweep"-metoden til løsning af differensligninger. I bogen af ​​S. K. Godunov, V. S. Ryabenky. Introduktion til teorien om forskelsskemaer. - Fizmatgiz, 1962.
  13. ↑ D. E. Okhotsimsky, T. M. Eneev. Nogle variationsproblemer forbundet med opsendelsen af ​​en kunstig jordsatellit . Uspekhi fizicheskikh nauk, bind 63, nr. 1a, 1957, s. 33-50.
  14. ↑ D. E. Okhotsimsky, T. M. Eneev, G. P. Taratynova. Bestemmelse af tidspunktet for eksistensen af ​​en kunstig jordens satellit og studiet af sekulære forstyrrelser i dens kredsløb. Uspekhi fizicheskikh nauk, bind 63, nr. 1a, 1957, s. 5-32.
  15. ↑ E. L. Akim . Bestemmelse af Månens gravitationsfelt ved bevægelsen af ​​Månens kunstige satellit "Luna 10". Reports of the Academy of Sciences of the USSR, 1966, vol. 170, nr. 4.
  16. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Interaktionen mellem stof og stråling i et hot-model univers   // Astrophys . rumvidenskab. : journal. - 1969. - Bd. 4 , nr. 3 . - S. 301-316 .
  17. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Småskala udsving i relikviestråling   // Astrophys . rumvidenskab. : journal. - 1970. - Bd. 7 , nr. 1 . - S. 3-19 .  (utilgængeligt link)
  18. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Observationerne af relikviestråling som en test af arten af ​​røntgenstråling fra galaksehobe   // Comm . Astrofys. rumfysik. : journal. - 1972. - Bd. 4 . — S. 173 .
  19. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Mikrobølgebaggrundsstråling som en sonde af universets nutidige struktur og historie   // Ann . Rev. Astron. Astrofys. : journal. - 1980. - Bd. 18 . - S. 537-560 .
  20. ↑ V. A. Kotelnikov , V. L. Barsukov, E. L. Akim et al. Atlas over overfladen af ​​Venus. - Moskva, hoveddirektoratet for geodæsi og kartografi under USSR's ministerråd , 1989

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger