M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 september 2017; kontroller kräver 35 redigeringar .
M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS
( IPM RAS )
internationellt namn Keldysh Institute of Applied Mathematics, KIAM
Grundad 1953
Direktör Aptekarev Alexander Ivanovich
Plats  Ryssland ,Moskva
Laglig adress 125047, Moskva , Miusskaya square , 4
Hemsida

http://www.keldysh.ru/

Lenins ordning
Utmärkelser

M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics vid den ryska vetenskapsakademin ( IPM RAS ) inrättades för att lösa beräkningsproblem relaterade till statliga program för kärn- och termonukleär energi, rymdutforskning och raketteknologi. Institutet är en del av Institutionen för matematiska vetenskaper vid Ryska vetenskapsakademin . Institutets huvudsakliga verksamhet är användningen av datateknik för att lösa komplexa vetenskapliga och tekniska problem av stor praktisk betydelse.

Sedan 2016 har omfattningen av institutets vetenskapliga verksamhet inkluderat utveckling av matematiska och beräkningsmetoder för biologisk forskning, såväl som direkt lösning av beräkningsbiologiska problem med hjälp av sådana metoder.

Vetenskaplig verksamhet

Kärnfysik

En av institutets avdelningar leddes av akademikern Ya. B. Zeldovich , en framstående teoretisk fysiker som var ansvarig för de teoretiska aspekterna av arbetet med att skapa atom- och termonukleära vapen . Young A. A. Samarsky utförde de första realistiska beräkningarna av makrokinetiken för kedjereaktionen av en kärnvapenexplosion , vilket ledde till praktiskt taget viktiga uppskattningar av kärnvapenkraften. Modellering av neutronöverföringsprocesser och atomreaktioner genomfördes också i samband med kärnenergi . I synnerhet är E. S. Kuznetsov känd för sitt arbete med teorin om kärnreaktorer .

För närvarande fortsätter IPM arbetet inom området plasmafysik och kontrollerad termonukleär fusion , som började under ledning av S. P. Kurdyumov , A. A. Samarsky, Yu. P. Popov .

Astronautics

Dynamiken i rymdflygningar, som studerades i avdelningen för D. E. Okhotsimsky , var på sätt och vis M. V. Keldyshs favoritskapare, och han visade särskild uppmärksamhet åt det. 1966 , på basis av avdelningen, organiserades Ballistic Center (ledd av E. L. Akim ), som ägnade sig åt att beräkna optimala banor, faktiska banor och korrigeringar för alla rymdflygningar: från automatiska interplanetära och månfarkoster till bemannade Soyuz och Salyut orbital stationer och " World ". Avdelningen studerade också problem med dockning, kontrollerad landning och stabilisering av rymdfarkoster.

Institutet deltog aktivt i skapandet av den återanvändbara rymdfarkosten Buran . Den strategiska modelleringen som genomfördes vid IPM övertygade landets ledning om behovet av att motsätta sig den sovjetiska analogen till den amerikanska " skytteln ". I avdelningen för A. V. Zabrodin beräknades flödet runt och uppvärmningen av apparaten under inträdet i atmosfären. I avdelningen för M. R. Shura-Bura utvecklades systemdelen av programvaran "Buran".

För närvarande fortsätter Ballistic Center att tillhandahålla pågående rymdprojekt. Institutet driver ett segment för övervakning av farliga situationer inom området för geostationära, mycket elliptiska och medelhöga banor i det automatiska systemet för varning av farliga situationer i nära jordens rymd (ASPOS OKS), beräkningen av farliga möten av skyddade rymdfarkoster med olika föremål av teknogent ursprung, inklusive rymdskräp. Optiska övervakningsverktyg används regelbundet för att observera jordnära rymden, inklusive potentiellt farliga jordnära asteroider. Realtidsstyrning och navigationssystem för rymdfarkoster utvecklas med hjälp av globala satellitnavigeringssystem GPS och GLONASS . Kosmonautik bedrivs även på andra avdelningar. I synnerhet i gruppen M. Ya. Marov studerar de planeternas atmosfärer . Utsikterna för långväga interplanetära flygningar med elektriska raketmotorer studeras [1] . IPM deltar i projekten " Phobos-soil " [2] och " Radioastron Archival copy dated 8 april 2008 at the Wayback Machine ", " Exo-Mars Archival copy dated 10 januari 2020 at the Wayback Machine ", " Spektr-RG Arkivexemplar daterad 14 november 2019 på Wayback Machine ."

Matematik och matematisk modellering

Institutionen för värmeöverföring leddes (fram till hans avresa till USA 1989 ) av I. M. Gelfand , en av 1900-talets största matematiker, vald till medlem inte bara av den ryska vetenskapsakademin , utan också av många utländska akademier. Han äger grundläggande arbeten om funktionsanalys , algebra och topologi . A. N. Tikhonov arbetade ursprungligen inom samma områden inom matematiken , men han är mest känd för verk av en mer tillämpad inriktning, såsom metoder för att lösa illa ställda problem ( Tikhonovs regulariseringsmetod ). A. N. Tikhonov skapade också teorin om differentialekvationer med en liten parameter vid den högsta derivatan. A. A. Samarskii utvecklade en allmän teori om stabiliteten hos skillnadsscheman. A. A. Samarsky betraktade matematisk modellering som en oberoende vetenskaplig disciplin. S. P. Kurdyumov skapade en vetenskaplig skola inom synergetikområdet och uppmärksammade dess filosofiska och allmänna vetenskapliga aspekter.

För närvarande uppdateras och förbättras den befintliga arsenalen av numeriska metoder på grund av den växande komplexiteten hos modeller och kapaciteten hos moderna superdatorer . Grid-metoder för att lösa beräkningsproblem utvecklas, vilket i synnerhet leder till skapandet av det deklarativa språket " Norm " Arkiverad kopia av 25 april 2008 på Wayback Machine .

Datorer och programmering

Institutet har alltid försetts med den mest moderna datorutrustning som den inhemska industrin kunde leverera. Det första arbetet utfördes på mekaniska miniräknare "Mercedes" en stor stab av miniräknare. 1953 dök den första inhemska datorn "Strela" upp , på vilken i synnerhet banorna för de första satelliterna beräknades. Senare dök M -20- , M- 220- och BESM -seriens datorer upp . Operativsystemet IPM OS utvecklades , ett av de första fullfjädrade operativsystemen , som inkluderade en helt modern mekanism för parallell uppgiftsbehandling och resursallokering. Bibliotek med matematiska funktioner skapades ; 1972 började utvecklingen av GRAFOR- grafikbiblioteket [3] .

Huvudmålet för IPM -datoringenjörer (avdelningen för A. N. Myamlin ) och systemprogrammerare (avdelningen för M. R. Shura-Bur) var effektiv användning av resurser begränsade i hastighet och minne. Det praktiserades särskilt att kombinera datorer till ett slags multiprocessorsystem för att parallellisera bearbetningen av uppgifter. Inflytandet från IPM och M.R. Shura-Bur personligen på valet av arkitekturen för inhemska universella datorer var mycket betydande.

Institutet var också engagerat i automatisering av matematiska transformationer. VF Turchin utvecklade språket för datoralgebra REFAL [4] . Teorin och tillämpade system för superkompilering av funktionella program baserade på den utvecklas.

För närvarande pågår ett arbete med att skapa distribuerade datorsystem baserade på kombinationen av flera superdatorer, för vilka grid  -teknologier används och specialiserade operativsystem utvecklas.

Institutet utvecklar ett DVM-system utformat för att utveckla parallella program för vetenskapliga och tekniska beräkningar i C-DVMH och Fortran-DVMH-språken i DVMH-modellen. DVMH-modellen låter dig skapa effektiva parallella program för heterogena datorkluster, som tillsammans med universella flerkärniga processorer inkluderar grafikacceleratorer och Xeon Phi-samprocessorer.

Robotics

Med tillväxten och förstärkningen av grenvetenskap överfördes en betydande del av de ämnen under vilka institutet skapades till specialiserade beräkningsgrupper av industriorganisationer. Situationen i landet har också förändrats. I en atmosfär av avspänning och ekonomiska reformer fick forskarna större frihet att välja uppgifter i enlighet med sina vetenskapliga intressen. Ya. B. Zel'dovich började studera astrofysik . På avdelningen för D. E. Okhotsimsky bytte ungefär hälften av de anställda till robotik: utvecklingen av sexbenta gångfordon och "smarta" manipulatorer. T. M. Eneev började engagera sig i datormodellering av processerna för bildandet av galaxer och planetsystem [5] . Han tillämpade också liknande modelleringstekniker på beskrivningen av processen för strukturering av biologiska makromolekyler . [6] . I. M. Gel'fand och hans medarbetare utvecklade den medicinska biofysikens matematiska metoder.

För närvarande utförs arbete med robotik i A.K. Platonovs sektor i grupperna V.E. E. Arbetet fortsätter också med att skapa sexbenta gångfordon.

Matematisk biologi

Sedan 2016 har IPMs intresseområde inkluderat problem med matematisk fysik för biologiska objekt och beräkningsbiologi , som löses på basis av IMBB RAS  , en gren av IPM. M.V. Keldysh RAS.

Specialiserade vetenskapliga projekt

Undervisning och sociala aktiviteter

De flesta av de ledande medlemmarna i IPM arbetade deltid som professorer vid Moscow State University eller Moscow Institute of Physics and Technology . AN Tikhonov var arrangören och den första dekanusen för fakulteten för beräkningsmatematik och cybernetik vid Moscow State University . Han bidrog aktivt till processen att skapa fakulteter med en liknande profil, som dök upp i slutet av 1970-talet på nästan alla universitet och tekniska universitet i landet och har redan utbildat flera generationer av programmerare. A. N. Tikhonov och A. A. Samarsky äger en ofta omnämnd lärobok om matematisk fysiks ekvationer [8] . D. E. Okhotsimsky och Yu. G. Sikharulidze skrev den första läroboken om rymdflygningens dynamik. [9]

I. M. Gel'fand var engagerad i matematisk utbildning av skolbarn. Han sammanställde ett program med föreläsningar och seminarier för studenter från Moskvas matematiska skola nr 2 . I hans system ägnades särskild uppmärksamhet åt att lära ut färdigheterna för rigorösa bevis. I. M. Gel'fand organiserade också All-Union Correspondence School of Mathematics (VZMSh) för att undervisa i matematik genom korrespondens, från vilken mer än 70 tusen människor tog examen på 30 år.

På 1970-talet gjorde T. M. Eneev ett betydande bidrag till kampen mot projektet att avleda flödet av de norra floderna söderut  - en plan som enligt många forskare hotade med mycket allvarliga miljökonsekvenser.

Historik

Milstolpar

Historien om IPM RAS började under andra hälften av 1940-talet, då vid Matematiska Institutet. V. A. Steklov vid vetenskapsakademin i Sovjetunionen , en grupp matematiker-datorer uppstod under ledning av M. V. Keldysh . 1953 organiserades institutionen för tillämpad matematik (hemlig), formellt en avdelning av Matematiska institutet . 1966 fick institutet sitt nuvarande namn Institute of Applied Mathematics , och 1978, efter M. V. Keldyshs död , började Institute of Applied Mathematics vid den ryska vetenskapsakademin bära hans namn.

Arrangören av institutet, M. V. Keldysh, hade ett stort inflytande på institutets vetenskapliga stil och arten av de uppgifter som skulle lösas. M. V. Keldysh, ordförande för Vetenskapsakademien och en aktiv deltagare i rymd- och kärnkraftsprogram, involverade sitt institut i arbetet med de viktigaste praktiska problemen, där vetenskaplig nyhet kombinerades med behovet av komplexa beräkningar. Eftersom sådana problem ofta befann sig i skärningspunkten mellan vetenskapliga discipliner, inkluderade institutets personal matematiker, fysiker, mekaniker, såväl som datavetare. Institutet tilldelades Leninorden .

Som ett resultat av omorganisationen 2015-2016. [10] Institute of Mathematical Problems of Biology RAS blev en gren av IPM RAS .

Direktörer

Spin-off organisationer

Anmärkningsvärda verk efter år

1949  - D. E. Okhotsimsky utförde en realistisk beräkning av chockvågen av en kärnvapenexplosion i atmosfären [11] .
1949[ förtydliga ]  - I. M. Gelfand och O. V. Lokutsievskiy publicerade[ var? ] den berömda " svep "-metoden för att lösa implicita skillnadsscheman, som faktiskt har använts vid IPM sedan slutet av 1940-talet [12]
1957  — En serie artiklar av D. E. Okhotsimsky och T. M. Eneev i samband med uppskjutningen av den första satelliten [ 13] . [14] .
1966  - E. L. Akim beräknade parametern för icke-centralitet ("päronformad") för månens figur [15] .
1969  - Sunyaev-Zeldovich-effekten , spridning av relikstrålning på elektroner [16] [17] [18] [19]
1989  - Den första Venusatlasen [ 20]

Memoarer

Sevärdheter

Anmärkningsvärda medarbetare

Utvalda monografier på ryska

Valda monografier på engelska

Läroböcker och fackböcker

Se även

(11011) KIAM  är en asteroid uppkallad efter M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics vid den ryska vetenskapsakademin.

Anteckningar

  1. ↑ T. M. Eneev, R. Z. Akhmetshin, G. B. Efimov, M. S. Konstantinov, G. G. Fedotov. Ballistisk analys av interplanetära flygningar av rymdfarkoster med elektriska raketmotorer. Matematisk. modellering, vol. 12, nr. 5, 2000, sid. 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 . Rymdprojektet "Phobos-jord": huvudegenskaper och utvecklingsstrategi. Astronautik och raketvetenskap. v. 19 sid. 8-21, 2000
  3. ↑ Historia om datorgrafik i Ryssland (otillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 8 januari 2012. Arkiverad från originalet den 17 mars 2012. 
  4. ↑ V. F. Turchin, V. I. Serdobolsky. Refal-språket och dess användning för transformation av algebraiska uttryck // Cybernetics, 1969, nr 3, s.58-62
  5. ↑ T. M. Eneev , N. N. Kozlov. Modell av ackumuleringsprocessen för bildning av planetsystem. I. Numeriska experiment. Astronomisk bulletin. 1981. V. 15, nr 2, sid. 80-94; II. Rotation av planeterna och koppling av modellen med teorin om gravitationsinstabilitet. Astronomisk bulletin. 1981. V. 15, nr 3, sid. 131-141.
  6. ↑ T. M. Eneev, N. N. Kozlov, E. I. Kugushev. Processer för strukturering av biomolekyler. Resultat av matematisk modellering. IPM preprint im. M.V. Keldysh RAN, N 69, 1995, sid. 22 [1] Arkiverad 31 augusti 2007 på Wayback Machine
  7. ↑ S. M. Sokolov, A. A. Boguslavsky. Grafiskt gränssnitt för visionsystem baserade på persondatorer. KIAM Preprint No. 24, Moskva, 1998
  8. ↑ A. N. Tikhonov, A. A. Samarsky. Ekvationer av matematisk fysik. M., Nauka, 1966 . 724 sid.
  9. ↑ D. E. Okhotsimsky, Yu. G. Sikharulidze. Grunderna i rymdfärdens mekanik. M., Nauka, 1990 . 445 sid.
  10. ↑ Ordning om anslutning av IMPB till IPM . Datum för åtkomst: 30 juni 2016. Arkiverad från originalet den 6 mars 2016.
  11. ↑ D. E. Okhotsimsky, Kondrashova I. L., Vlasova Z. P., Kazakova R. K. Beräkning av en punktexplosion med hänsyn till mottryck. - Matematiska institutets handlingar. M. V. Steklova, bd 50, 1957, 65 sid.
  12. ↑ I. M. Gelfand, O. V. Lokutsievskiy. "Svep"-metoden för att lösa differensekvationer. I boken av S. K. Godunov, V. S. Ryabenky. Introduktion till teorin om skillnadsscheman. - Fizmatgiz, 1962.
  13. ↑ D. E. Okhotsimsky, T. M. Eneev. Vissa variationsproblem i samband med uppskjutningen av en konstgjord jordsatellit . Uspekhi fizicheskikh nauk, vol 63, nr 1a, 1957, sid. 33-50.
  14. ↑ D. E. Okhotsimsky, T. M. Eneev, G. P. Taratynova. Bestämning av tiden för existensen av en konstgjord jordsatellit och studiet av sekulära störningar i dess omloppsbana. Uspekhi fizicheskikh nauk, vol 63, nr 1a, 1957, sid. 5-32.
  15. ↑ E. L. Akim . Bestämning av månens gravitationsfält genom rörelsen av månens konstgjorda satellit "Luna 10". Reports of the Academy of Sciences of the USSR, 1966, vol. 170, nr 4.
  16. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Interaktionen mellan materia och strålning i ett hetmodelluniversum   // Astrophys . rymdvetenskap. : journal. - 1969. - Vol. 4 , nr. 3 . - s. 301-316 .
  17. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Småskaliga fluktuationer av relikstrålning   // Astrophys . rymdvetenskap. : journal. - 1970. - Vol. 7 , nr. 1 . - S. 3-19 .  (inte tillgänglig länk)
  18. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Observationerna av relikstrålning som ett test av naturen hos röntgenstrålning från galaxhopar   // Comm . Astrofys. rymdfysiken. : journal. - 1972. - Vol. 4 . — S. 173 .
  19. ↑ Sunyaev RA, Zel'dovich YB Mikrovågsbakgrundsstrålning som en sond av universums samtida struktur och historia   // Ann . Varv. Astron. Astrofys. : journal. - 1980. - Vol. 18 . - S. 537-560 .
  20. ↑ V. A. Kotelnikov , V. L. Barsukov, E. L. Akim et al. Atlas över Venus yta. - Moskva, huvuddirektoratet för geodesi och kartografi under Sovjetunionens ministerråd , 1989

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger