Отчет ИВМ СО РАН за 2006 год

Интеграционные, экспедиционные проекты, гранты СО РАН

• Заказные интеграционные проекты
• Междисциплинарные интеграционные проекты
• Проект № 24 «Роль микроорганизмов в функционировании живых систем: фундаментальные проблемы и биоинженерные приложения»
• Проект № 28 «Моделирование антропогенных воздействий и разработка методов оценки риска территорий Сибири и Крайнего Севера»
• Проект № 86 «Создание средств спутникового экологического мониторинга Cибири и Дальнего Востока на основе новых информационных и телекоммуникационных методов и технологий»
• Проект № 111 «Пространственные режимы течений в неизотермических и реагирующих пленках жидкости»
• Комплексные интеграционные проекты
• Экспедиционные проекты
• Целевая программа СО РАН «СуперЭВМ»
• Целевая программа СО РАН «Информационные и телекоммуникационные ресурсы СО РАН»

Междисциплинарные интеграционные проекты

Организации-исполнители:
ИЦГ СО РАН, ИХБФМ СО РАН, ИБФ СО РАН, ИК СО РАН, ИМ СО РАН, НГУ СО РАН, ИЛ СО РАН, ИПА СО РАН, ИВМ СО РАН, ИОЭБ СО РАН, ИНМИ РАН, ИЗ НАНБел, ИМБ МОН РКаз, Пекин.ун-т (КНР), ИМВ им. Д. К. Заболотного НАНУ

Координаторы:
ак. РАН В. К. Шумный, ак. РАН В. В. Власов

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.ф.-м.н., проф. В. М. Белолипецкий

Выполнена модификация одномерной в вертикальном направлении математической модели температурного и солевого режимов озера с учетом ледообразования. Предложены упрощенные модели для определения динамики толщины ледяного покрова и оценки толщины слоя конвективного перемешивания воды. В весенний период моделируются процессы таяния льда как с нижней поверхности ледяного покрова, так и с верхней. В период отсутствия ледяного покрова ветровое воздействие учитывается при параметризации коэффициента вертикального турбулентного обмена. Выполнены модельные расчеты.

В результате работы по проекту создана компьютерная модель, позволяющая рассчитывать динамику вертикальных распределений температуры и солености водоема в течение года в зависимости от метеоусловий. Показано, что как в летний, так и в зимний периоды формируются два характерных слоя по вертикали. Результаты расчетов согласуются с натурными данными, полученными сотрудниками Института биофизики СО РАН.

Основные публикации:

1. Белолипецкий В. М., Генова С. Н.
   Одномерная модель вертикальной структуры озера. Температурный и солевой режимы озера // Тр. междунар. конф. «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании». — Павлодар: ТОО НПФ «ЭКО». — 2006. — T. 1. — С. 253–261.

(Отдел вычислительных моделей в гидрофизике)

Организации-исполнители:
ИВМ СО РАН, ИВТ СО РАН, ИФПС СО РАН, ИУУ СО РАН, НИЦ «Надежность» УрО РАН

Координатор:
д.т.н., проф. В. В. Москвичев

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.т.н., проф. А. М. Лепихин

Разработан подход для зонирования территории по степени риска от природных катастроф (землетрясения, наводнения) с учетом экологической и экономической составляющих. Компьютерная экспертная система ориентирована на работу со специалистом-экспертом и включает структурирование границы зонирования и разделения границы на отдельные элементарные ячейки-пикселы. При этом предоставляется возможность реализации различных вариантов структурирования границы и выделения пикселов различных масштабов в зависимости от задач, а также разнородной экологической и другой информации.

Собрана и обработана статистическая информация по частотам проявления источников опасности и зонам их действия. Выделены определяющие природные и техногенные источники опасности для территорий Красноярского края, республика Саха, Новосибирской и Кемеровской областей. Выполнены обобщенные оценки социальных рисков с построением диаграмм «частота — потери» при возникновении природных и техногенных чрезвычайных ситуаций. Получены количественные оценки индивидуальных и комплексных рисков гибели при авариях на промышленных объектах, ураганах, паводковых и ливневых наводнениях. Разработаны расчетные методики и проведены качественные оценки сейсмического риска для Красноярского края.

Основные публикации:

1. Носков М. В., Симонов К. В., Суховольский В. Г., Кириллова С. В.
   Зонирования береговой территории по степени риска цунами // Тр. междунар. конф. «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании». — Павлодар: ТОО НПФ «ЭКО». — T. 2. — 2006. — С. 206–208.

2. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Анализ риска и проблем безопасности. Основы анализа и регулирования безопасности / Научн. руковод. К. В. Фролов
   . — М.: МГФ «Знание», 2006. — Ч. 1. — 640 с.

3. Москвичев В. В., Анискович Е. В., Буров А. Е., Доронин С. В., Зырянов И. А., Крушенко Г. Г., Лепихин А. М., Черняев А. П., Чернякова Н. А.
   Проблемы конструкционной прочности и безопасности технических систем. — Красноярск: ИВМ СО РАН. — 2006. — 100 с.

4. Москвичев В. В., Бурюкин А. Ф., Николаев В. А., Скрипкин И. Е.
   Совершенствование методики рациональных превентивных мер по повышению безопасности опасных производственных объектов (на примере ОАО «Ачинский НПЗ») // Тр. междунар. конф. «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании». — Павлодар: ТОО НПФ «ЭКО». — 2006. — Т. 1. (II)? — С. 270–277.

5. Москвичев В. В., Черняев А. П.
   Научные постановки и практические решения основных задач техногенной безопасности // Сб. докл. междунар. конф. по теории механизмов и механике машин. — Краснодар: Кубанский гос. технол. ун-т. — 2006. — С. 205.

(Отдел машиноведения)

Организации-исполнители:
ИВМ СО РАН, ИВТ СО РАН, ИУУ СО РАН, КНЦ СО РАН, ИЛ СО РАН, ИМКЭС СО РАН, ИАПУ ДВО РАН

Координаторы:
чл.-корр. РАН В. В. Шайдуров, чл.-корр. РАН В. А. Левин, д.б.н., проф. В. И. Харук

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
к.ф.-м.н., доц. О. Э. Якубайлик

Были проведены исследования по развитию методов представления и обработки пространственно-распределенной информации в геоинформационных Интернет-системах, методике построения таких систем с использованием технологии объектно-ориентированного проектирования. Разрабатываемые методы и технологии апробировались на ряде конкретных задач — создании комплексных цифровых моделей природных территорий (заповедники «Столбы» и «Центральносибирский»), мониторинг качества водных ресурсов на примере анализа водно-солевого режима речной сети (в заповеднике «Центральносибирский») и др.

Разработана методика подготовки единой картографической основы для многопользовательских Интернет-систем анализа и интерактивного моделирования состояния природных объектов и ресурсов территорий. Предложен ряд методов для представления данных экспериментальных измерений в геоинформационных системах мониторинга качества водных ресурсов.

Для широкого класса задач, связанных с динамическим формированием наборов пространственных данных, тематических карт и картограмм на основе топологической связи пространственной и семантической информации, предложена архитектура программного обеспечения информационно-аналитической системы, основанная на геоинформационном Интернет-сервере. Разработана модель данных для описания наборов пространственной информации в распределенных интерактивных геоинформационных Интернет-системах, работающих по открытым протоколам WMS/WFS международного консорциума OpenGeoSpatial.

В рамках работ, связанных с данными дистанционного зондирования, созданы технологии актуализации существующих цифровых моделей природных территорий с помощью позиционированных фотографий — обзорных изображений космических снимков высокого разрешения (Landsat, Ikonos и QuickBird), бесплатно доступных в сети Интернет.

Предложен метод организации многоуровневого хранилища спутниковых снимков высокого разрешения с развитыми средствами доступа к данным, отличительными особенностями которого является специальная предобработка данных, существенно сокращающая время доступа к преобразованным снимкам конечным пользователям, а также — расширенный набор интерфейсов для просмотра данных и их программной обработки.

Проведены исследования в области создания программно-технологических решений для методического и информационного обеспечения мониторинга состояния природной среды и ресурсов для региональных географических информационных систем (ГИС). Их результатом стало создание первой редакции распределенного геоинформационного веб-портала СО РАН, который использует в своей основе адаптированную ГИС-платформу MapGuide Open Source и систему управления веб-контентом «Битрикс» с разработанными специализированными модулями расширения. В настоящее время установлены и запущены в эксплуатацию два сервера распределенного геоинформационного веб-портала СО РАН — в Красноярске (ИВМ СО РАН) и Новосибирске (ИВТ СО РАН), начато их наполнение.

Рис. 19. Пользовательский интерфейс Веб-сервиса для доступа к спутниковым данным

Основные публикации:

1. Ерунова М. Г., Кадочников А. А., Якубайлик О. Э.
   Геоинформационный анализ природных ресурсов государственного заповедника «Столбы» // География и природные ресурсы. — 2006. — № 2. — C. 136–142.

2. Гостева А. А., Ерунова М. Г., Филимонов В. С.
   Геоинформационная система ГПБЗ «Центральносибирский» и оценка солености вод на его территории // Материалы IV Всесиб. конгресса женщин-математиков. — Красноярск: СибГТУ. — 2006. — С. 48-50.

3. Erunova M. G., Sadovsky M. G., Gosteva A. A.
   GIS-aided simulation of spatially distributed environmental processes at «Stolby» state reservation // Ecological Modelling. — 2006. — Is. 195/3-4. — 11 p.

4. Кадочников А. А., Якубайлик О. Э.
   Формирование хранилища спутниковых снимков высокого разрешения на территорию Красноярского края // Тр. междунар. конф. «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании». — Павлодар: ТОО НПФ «ЭКО». — 2006. — T. 1. — С. 541–549.

(Отдел вычислительной физики)

Организации-исполнители:
ИТ СО РАН, ИХКГ СО РАН, ИГиЛ СО РАН, ИВМ СО РАН, ИАиЭ СО РАН

Координатор:
чл.-корр. РАН С. В. Алексеенко

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.ф.-м.н., проф. А. М. Франк

Разработана двумерная численная модель нестационарного течения жидких пленок, увлекаемых спутным потоком газа. Проведены первые численные эксперименты по изучению формирования и эволюции нелинейных волн на границе раздела. Показано существование уединенных волн в такой системе. Проведено сравнение этих волн с гравитационно-капиллярными волнами. Показано, что при одинаковом числе Рейнольдса они имеют значительно большую амплитуду, чем гравитационно-капиллярные, а при одинаковой амплитуде — значительно меньшую фазовую скорость. При определенном масштабировании получена универсальная зависимость фазовой скорости волн на границе сдвигового течения от амплитуды.

Основные публикации:

1. Frank A. M.
   Nonlinear waves on a liquid film sheared by gas flow // Abstr. Int. Workshop «Two-Phase Systems for Ground and Space Applications». — Brussels, Belgium. — 2006. — P. 16-17.

(Отдел вычислительных моделей в гидрофизике)