Следующая темаПредыдущая тема
 Перейти в данной теме к
 cотрудничеству по теме
Вернуться к направлениюВернуться к содержанию
05-6-1119-2014/2016
Приоритет:1
Статус: Новая

Методы, алгоритмы и программное обеспечение для моделирования физических систем, математической обработки и анализа экспериментальных данных

Руководители темы:    Адам Г.
Зрелов П.В.

Участвующие страны и международные организации:

Австралия, Армения, Беларусь, Бельгия, Болгария, Бразилия, Вьетнам, Германия, Греция, Грузия, Египет, Индия, Италия, Казахстан, Канада, Молдова, Монголия, Польша, Португалия, Россия, Румыния, Словакия, США, Таджикистан, Тайвань, Украина, Франция, ЦЕРН, Чехия, Чили, Швейцария, Швеция, ЮАР, Япония.

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

Проведение исследований на современном уровне в области вычислительной математики и вычислительной физики, нацеленных на создание математических методов, алгоритмов и программ для численного и символьно - численного решения задач, возникающих в экспериментальных и теоретических исследованиях, с использованием новейших вычислительных аппаратных ресурсов. Эти задачи связаны с широким спектром исследований проводимых в ОИЯИ в области физики высоких энергий, ядерной физике, физике конденсированных сред, биофизике, информационных технологиях и т.д., требующих развития новых математических методов и подходов для моделирования физических процессов, обработки и анализа экспериментальных данных. Отличительной особенностью исследований темы является тесное сотрудничество ЛИТ со всеми лабораториями Института, а также с институтами стран-участниц ОИЯИ.

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы:
  1. Разработка новых математических методов, алгоритмов и комплексов программ для моделирования новых экспериментальных установок, ускорительных комплексов и их элементов.

    Включение новых возможностей в интерактивную систему HEPWEB для моделирования процессов в физике высоких энергий.

    Моделирование и разработка численных алгоритмов и комплексов программ для изучения сложных физических систем, включая взаимодействия внутри горячей и плотной ядерной материи, физико-химические процессы в материалах при облучении тяжелыми ионами, эволюцию локализованных наноструктур в открытых диссипативных системах, свойства атомов в магнито - оптических ловушках, электромагнитный отклик наночастиц и оптические свойства наноматериалов, эволюцию квантовых систем во внешних полях, астрофизические исследования.

  2. Разработка программного обеспечения и осуществление математической поддержки экспериментов, проводимых ОИЯИ (NICA, ATLAS, CBM и т.д.).

    Внедрение высокоскоростных методов, алгоритмов и программных средств для параллельной обработки и анализа экспериментальных данных на многопроцессорных и распределенных вычислительных комплексах.

  3. Развитие численных методов, алгоритмов и программных комплексов для решения задач теоретической и экспериментальной физики на многопроцессорных и гибридных вычислительных комплексах.

    Создание библиотеки программ, использующих технологии CUDA, OpenCL, MPI+CUDA.

  4. Разработка методов и алгоритмов компьютерной алгебры для моделирования и исследования квантовых вычислений и информационных процессов, низкоразмерных наноструктур во внешних полях, дискретных квантовых систем с нетривиальными симметриями.

    Разработка алгоритма редукции фейнмановских диаграмм с помощью обобщённых рекуррентных соотношений.

Ожидаемые результаты по этапам темы в текущем году:
  1. Разработка программной среды и методов для моделирования физических процессов, реконструкции событий и оптимизации установок на ускорительном комплексе NICA.

    Разработка новых подходов и алгоритмов для анализа данных экспериментов ATLAS и CMS.

    Программная реализация искусственной нейронной сети для решения задачи калибровки детекторов, позволяющая увеличить точность реконструкции энергии в оценке параметров первичных космических лучей.

    Расширение пакета SAS для модернизированной установки YUMO.

    Разработка математического обеспечения для он -лайн анализа фазовых структур поликристаллов в экспериментах на Фурье дифрактометре высокого разрешения на импульсном реакторе ИБР-2.

    Разработка и внедрение в пакет Geant4 масштабируемых программных модулей, предназначенных для расчетов на многоядерных вычислительных системах. Интеграция адронных моделей пакета Geant4 в систему HEPWEB.

    Проведение высокоточного 3D моделирования нелинейных тепловых процессов в криогенной ячейке.

    Моделирование наноструктур и свойств органических мембран на основе экспериментальных данных по малоугловому рассеянию нейтронов и рентгеновских лучей.

  2. Разработка новых алгоритмов аппроксимации функций и сглаживания экспериментальных данных.

    Моделирование физических процессов при столкновениях тяжелых ионов в эксперименте MPD.

    Разработка параллельных алгоритмов и программ для распознавания траекторий частиц в экспериментах CBM и NICA-MPD.

    Программная реализация нового метода определения времени высвечивания сцинтилляторов с использованием автокорреляционного временного спектрометра задержанных совпадений.

    Развитие программного обеспечения для автоматической калибровки многодетекторных систем.

    Разработка алгоритмов и программ для он-лайн диагностики возникновения неустойчивостей в заряженной плазме на основе вейвлет-анализа.

  3. Разработка и исследование математической и алгоритмической основы программ нового поколения для конечно-элементного моделирования сложных физических установок.

    Разработка параллельного алгоритма вычисления булевых и алгебраических инволютивных базисов в рамках технологии MPI.

    Разработка пакета программ с использованием CUDA и MPI технологий для численного исследования 3D классического спинового стекла с учетом релаксационных процессов, происходящих в среде под воздействием внешних полей.

    Реализация на основе технологии CUDA алгоритмов расчета собственных мод нерегулярных интегрально-оптических волноводов, поверхностных плазмон - поляритонов и спиновых волн в графеновых структурах.

    Разработка алгоритмов и комплексов программ для проведения расчетов на системах с гибридной архитектурой (CPU+ GPU) для исследования свойств систем взаимодействующих бозонов в магнито-оптических ловушках.

  4. Разработка алгоритма вычисления полного набора лагранжевых связей для сингулярных динамических и полевых моделей и его реализация в системе Maple.

    Обобщение на уравнение Паули методологии численно-символьного моделирования динамики квантовых частиц во внешних полях, описываемой уравнением Шредингера.

    Развитие адиабатического метода расчета одночастичных энергий и волновых функций для деформированных потенциалов Вудса-Саксона.

    Встраивание алгоритмов моделирования чистых перепутанных состояний в пакет симулятора квантовых вычислений QuantumCircuit.

    Проведение символьно - численного анализа двухчастичных смешанных состояний кубит - кубит и кубит-кутрит.

    Обобщение алгоритма моделирования, основанного на вычислительной теории групп, на случай нетривиальных кратностей перестановочных представлений.

Основные этапы темы:
Этап темы Руководители  
  Лаборатория или другие
подразделения ОИЯИ		Основные исполнители
1. Математические и численные методы для моделирования сложных физических систем Адам Г.
Зрелов П.В.
Пузынин И.В.
  ЛИТ
  		Адам С.,  Айрян Э.А.,  Айриян А.С.,  Амирханов И.В.,  Баранов Д.А.,  Барашенков И.В.,  Батгэрэл Б.,  Боголюбский И.Л.,  Во Чонг Тхак,  Волохова А.В.,  Жабитская Е.И.,  Земляная Е.В.,  Калиновский Ю.Л.,  Махалдиани Н.В.,  Мележик А.В.,  Михайлова Т.И.,  Молодцова И.В.,  Подгайный Д.В.,  Полякова Р.В.,  Пузынина Т.П.,  Рихвицкий В.С.,  Робук В.Н.,  Саркар Н.Р.,  Сархадов И.,  Саха Б.,  Сердюкова С.И.,  Степаненко В.А.,  Стрельцова О.И.,  Тухлиев З.К.,  Червяков А.М.,  Чулуунбаатар О.,  Шарипов З.А.,  Юлдашев О.И.,  Юлдашева М.Б.,  Ямалеев Р.М.
2. Программные комплексы
и математические методы для анализа экспериментальных данных		 Зрелов П.В.
Адам Г.
Иванов В.В.
  ЛИТ
  		Аблязимов Т.О.,  Акишина В.П.,  Александров Е.И.,  Александров И.Н.,  Войтишин Н.Н.,  Воскресенская О.О.,  Дереновская О.Ю.,  Дикусар Н.Д.,  Злоказов В.Б.,  Иванченко И.М.,  Казаков А.А.,  Карнаухов В.М.,  Кисель П.И.,  Козлов Г.Е.,  Костенко Б.Ф.,  Котов В.М.,  Круглова Л.Ю.,  Кухтина И.Н.,  Лебедев А.А.,  Лебедев С.А.,  Лукьянов К.В.,  Мачавариани А.,  Минеев М.А.,  Ососков Г.А.,  Пальчик В.И.,  Ракитянская А.С.,  Рапортиренко А.М.,  Соловьев А.Г.,  Соснин А.Н.,  Сюракшина Л.А.,  Ужинский В.В.,  Филинова В.П.,  Ширикова Н.Ю.,  Шигаев В.С.,  Яковлев А.В.
3. Разработка численных методов, алгоритмов и программ, с использованием новых вычислительных технологий для многоядерных и гибридных архитектур. Адам Г.
Зрелов П.В.
  ЛИТ
  		Айриян А.С.,  Гердт В.П.,  Гусев А.А.,  Иванов В.В.,  Земляная Е.В.,  Зуев М.И.,  Палий Ю.Г.,  Стрельцова О.И.,  Хведелидзе А.М.,  Чулуунбаатар О.,  Юкалова Е.П.
4. Методы, алгоритмы и программное обеспечение компьютерной алгебры Гердт В.П.
  ЛИТ
  		Боголюбская А.А.,  Гусев А.А.,  Евлахов С.А.,  Корняк В.В.,  Палий Ю.Г.,  Рапортиренко А.М.,  Рогожин И.А.,  Ростовцев В.А.,  Тарасов О.В.,  Хведелидзе А.М.,  Янович Д.А.


Сотрудничество по теме:
Страна или
международная
организация		 Город Институт или
лаборатория 		Участники Статус
Армения Ереван ЕГУ Крючкян Г.Ю. + 2 чел.
Погосян Г.С. 		Совместные работы
    РАУ Саркисян А.А. + 1 чел. Совместные работы
    ИПИА НАН РА Саакян В.Г. Совместные работы
  Аштарак ИФИ НАН РА Папоян А.В. Совместные работы
Беларусь Минск ИМ НАНБ Янович Л.Я. + 3 чел. Совместные работы
Болгария София IMI BAS Спиридонова М.
Геров А.Н. 		Совместные работы
    INRNE BAS Антонов А.
Богданова Н. + 1 чел.
Гайдаров Д. 		Совместные работы
      Дренски В. Совместные работы
      Кадрев Д.
Живков П. 		Совместные работы
    SU Димова С. +2 чел. Совместные работы
  Пловдив PU Атанасова П.Х. Совместные работы
Вьетнам Ханой VNU Нгуен Ван Хьеу + 2 чел. Совместные работы
Грузия Тбилиси ИМ ТГУ Квинихидзе А.Н.
Элиашвили М.А. 		Совместные работы
    ГТУ Ломидзе И. Совместные работы
    ТГУ Модебадзе З.
Копалейшвили Т. 		Совместные работы
    ГУ Гогилидзе С. + 2 чел. Совместные работы
Казахстан Алматы ИЯФ НЯЦ РК Красовицкий П.М.
Кутербеков К.А.
Пеньков Ф.М. 		Совместные работы
    ФТИ Садыков Т. Совместные работы
Молдова Кишинев ИПФ АНМ Базнат М.И.
Гудима К.К. 		Совместные работы
Монголия Улан-Батор NUM Цоохуу Х.
Жанлав Т. 		Совместные работы
Польша Жешов UR Тралле И.Е. Совместные работы
  Краков AGH Янчишин Е. Совместные работы
  Отвоцк-Сверк NCBJ Шута М.
Сандач А.
Собичевски А.
Словински Б. 		Совместные работы
Россия Москва ВЦ РАН Гребеников Е.А. Консультации
    ИПМ РАН Вабищевич П.Н.
Калиткин Н.Н.
Поляков С.В.
Повещенко Ю.А. 		Договор
    ИПУ РАН Постнов С.С.
Кубышкин В.А.
Кушнер А.Г. 		Договор
    ИОГен РАН Кудрявцев А.М. Совместные работы
    ИТЭФ Титаренко Ю.Е. Совместные работы
    МГУ Белокуров В.В.
Панченко Л.А.
Чернышев В.В. 		Совместные работы
    НИЯУ "МИФИ" Кудряшов Н.А.
Крянев А.В.
Климанов В.А. 		Совместные работы
    НИИЯФ МГУ Бобошин И. Совместные работы
    РУДН Севастьянов Л.А.
+ 2чел.
Рыбаков Ю.П.
Шикин Г.Н.
Бронников К.А. 		Совместные работы
  Белгород НИУ БелГУ Чеканов Н.А.
Камышанченко Н.В. 		Совместные работы
  Протвино ИФВЭ Садовский С. + 2 чел.
Битюков С.И. + 2 чел. 		Совместные работы
  Пущино ИМПБ РАН Лахно В.Д. Совместные работы
    ИТЭБ РАН Полозов Р.В. + 3 чел. Совместные работы
    ИБ РАН Чиргадзе Ю.Н. Совместные работы
  С.-Петербург НИИФ СПбГУ Гриднев К.А.
Славянов С.Ю. 		Консультации
    НИИЭФА Сычевский С.Е.
Ламзин Е.А.
Кухтин В.П. 		Совместные работы
  Саратов СГУ Блинков Ю.А. + 1 чел.
Смолянский С.А.
Дербов В.Л. 		Совместные работы
      Сучков С.Г. Совместные работы
  Тверь ТвГУ Цветков В.П. + 3 чел.
Цирулев А.Н. 		Соглашение
  Томск ТГУ Скорик Н.А. Совместные работы
Румыния Бухарест IFIN-HH Замфир Н.В.
Дулеа М. + 6 чел.
Исар А. + 2 чел.
Арангел Д.
Висинеску М. 		Совместные работы
    IFA Бузату Ф. Совместные работы
    ISS Згура С.
Преда Т.
Никулеску М.
Стан Й.
Севченко А.
Миту Ч.
Думитру Б.
Обонару О.
Хасеган Д. 		Совместные работы
    UB Штефанеску Д. Совместные работы
  Клуж-Напока INCDTIM Бот А.
Алмасан В.
Фаркас Ф.
Морари К.
Филип К.
Бенде А.
Труска Р.
Альберт С. 		Совместные работы
Словакия Кошице IEP SAS Копчанский П. Совместные работы
    TUKE Буша Я. + 2 чел.
Покорны И.
Прибиш Я. 		Совместные работы
    PJSU Торок Ч. Совместные работы
  Прешов PU Павлуш М. + 1 чел. Совместные работы
Украина Киев ИМ НАНУ Никитин А. + 3 чел. Совместные работы
    ИТФ НАНУ Гусынин В.П. Совместные работы
  Харьков ИЭРТ НАНУ Клепиков В.Ф.
Литвиненко В.В.
Базалеев Н.И. 		Совместные работы
    ННЦ ХФТИ НАНУ Неклюдов И.М.
Пархоменко А.А. 		Совместные работы
Чехия Ржеж NPI ASCR Мах Р. Совместные работы
Германия Берлин FU Berlin Клейнерт Х. Совместные работы
    HUB Мюллер-Пройсскер М.
Ильгенфриц Э-М. 		Совместные работы
  Бонн UniBonn Вебер А. Совместные работы
  Франкфурт/М Ун-т Линденштрут В. + 1 чел.
Васильев Ю.О.
Пирнер Х. 		Совместные работы
  Гиссен JLU Пелстер А.
Хёне К. 		Совместные работы
  Дармштадт GSI Зенгер П.
Мюллер Ф.
Шницер П.
Фишер Э.
Фризе В.
Кисель И.В. 		Совместные работы
  Дрезден IFW Ван ден Бринк Й.
Хозои Л. 		Совместные работы
  Кассель Uni Kassel Зайлер В.М. Совместные работы
  Марбург Ун-т Брандт Р.
Энсингер В. 		Совместные работы
  Потсдам IASS Рубиа К. + 6 чел. Совместные работы
  Регенсбург UR Штернбек А. Совместные работы
  Тюбинген Ун-т Куртель Ф.
Фаесслер А. 		Совместные работы
  Юлих FZJ Ритман Д. Совместные работы
  Гейдельберг Ун-т Стрельцов А.И. Совместные работы
Египет Каир TIMS Халиль А.
Хусейн М.
Халиль С.
Ел-Зоммор М. 		Совместные работы
Индия Пуна IUCAA Прадхан А.
Ядав А.К. 		Совместные работы
Италия Турин INFN Балестра Ф.
Пираджино Г. 		Совместные работы
  Бари UniBa Ла Скала Р. Совместные работы
ЮАР Кейптаун UCT Алексеева Н.
Клейманс Дж. 		Соглашение
  Претория UP Энгельбрехт А. + 1 чел. Соглашение
Австралия Сидней Ун-т Реза Хашеми-Нежад Совместные работы
Бельгия Брюссель ULB Карпов Е.А. Совместные работы
  Льеж ULg Куньон Ж.
Кудель Ж.Р.
Лансберг Ж.П. 		Совместные работы
Бразилия Сан-Карлос IFSC USP Багнато В.С. Совместные работы
Греция Салоники AUTH Антониоу Я.
Костакостос К.
Братсас Ч.
Замани М. 		Совместные работы
Канада Торонто IBM Lab Абрашкевич А. Совместные работы
  Эдмонтон U of A Сафухи Х. Совместные работы
Португалия Коимбра UC Коста П.
Руиво М. 		Совместные работы
США Аргонн ANL Гохар Ю. Совместные работы
Таджикистан Душанбе ТНУ Абдулоев Х. + 3 чел.
Рахимов Ф. 		Совместные работы
    ФТИ АН РТ Муминов Х.Х.
Хохлов А.Х. 		Совместные работы
  Худжанд ХГУ Тухлиев К. + 3 чел.
Тодожонов Е.Д. 		Совместные работы
Тайвань Тайбэй AS Чин Кун Ху
Айрян Ш. 		Совместные работы
Франция Мец UPV-M Джулакян Б.Б. Совместные работы
  Нант SUBATECH Тиоллье Н. Совместные работы
ЦЕРН Женева ЦЕРН Покорски В.
Бран Р.
Христов П.
Рибон А. + 5 чел.
Рубиа К. 		Совместные работы
Чили Вальпараисо USM Копелиович Б.З.
Шмидт И. 		Совместные работы
Швейцария Цюрих ETH Сорнетт Д. Совместные работы
Швеция Стокгольм KTH Гудовски В. Консультации
Япония Осака Kansai Univ. Кук Н.Д. Совместные работы
Следующая темаПредыдущая тема

 Вернуться в начало темы
Вернуться к направлениюВернуться к содержанию