ИВМ СО РАН Поиск 
Отчеты ИВМ СО РАН

Отчет ИВМ СО РАН за 2020 год

Введение


Институт создан 1 января 1975 года как Вычислительный центр Сибирского отделения АН СССР в г. Красноярске (ВЦК СО АН СССР) постановлением Президиума СО АН СССР № 33 от 17.01.1975 г. во исполнение постановлений Президиума АН СССР № 423 от 16.05.1974 г. и коллегии Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике № 65 от 19.11.1974 г. Инициатором создания Института и его директором-организатором был Председатель СО АН СССР академик Г. И. Марчук, а первыми директорами — член-корреспондент РАН В. Г. Дулов (1975–1983) и академик РАН Ю. И. Шокин (1983–1990); с 1990 года по 2016 год его возглавлял член-корреспондент РАН В. В. Шайдуров;.с 2016 года и по настоящее время директором Института является д.ф-м.н., проф. В. М. Садовский. Тематика исследований Института формировалась с учетом важнейших проблем Красноярского края. Создание Вычислительного центра СО РАН в г. Красноярске в дополнение к успешно функционирующему Вычислительному центру в г. Новосибирске имело большое значение не только для академической науки, но и для дальнейшего развития производительных сил Восточной Сибири.

В соответствии с постановлением Президиума РАН № 274 от 18.12.2007 г. «О переименовании организаций, подведомственных Российской академии наук» Институт переименован в Учреждение Российской академии наук Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения РАН.

В соответствии с постановлением Президиума РАН № 262 от 13.12.2011 г. «Об изменении типа учреждений, подведомственных Российской академии наук, и их переименовании» Институт изменил тип учреждения и переименован в Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук.

В соответствии с приказом Федерального агентства научных организаций № 73 от 21.02.2016 г. «О реорганизации Федерального государственного бюджетного учреждения науки Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук» Институт был реорганизован в форме присоединения к Федеральному государственному бюджетному учреждению науки Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук.

В настоящее время, в соответствии с «Положением об Институте вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук — обособленном подразделении ФИЦ КНЦ СО РАН», утвержденным директором ФИЦ КНЦ СО РАН В. Ф. Шабановым от 01.08.2016 г. (далее Положение) Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН является обособленным подразделением Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» (далее Центра).

Институт в своей деятельности руководствуется Гражданским кодексом РФ, другими правовыми актами, Уставом Центра, Положением и иными локальными правовыми актами Центра.

Институт осуществляет свою деятельность по согласованию с Центром, во взаимодействии с краевыми и федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации и органами местного самоуправления, Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российская академия наук» (далее РАН), государственными и общественными объединениями, профессиональными организациями, иными юридическими и физическими лицами.

Институт является подразделением Центра, территориально обособленным от него, и осуществляющее часть функций Центра, указанных в настоящем Положении.

Институт не является юридическим лицом, действует от имени Центра на основании утвержденного Директором Центра Положения.

Институт ведет самостоятельный баланс в структуре сводного баланса Центра, имеет лицевые счета в территориальных органах Федерального казначейства.

Институт имеет печать со своим наименованием, указанием на принадлежность к Центру, иные необходимые для его деятельности печати, штампы, бланки, символику, зарегистрированные в установленном порядке.

Официальные наименования Института на русском языке (с 01.08.2016 г.):
полное — Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН;
сокращенное — ИВМ СО РАН; «Институт вычислительного моделирования СО РАН»;
на английском языке:
полное — Institute of Computational Modelling of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences;
сокращенное — ICM SB RAS.

Место нахождения Института — 660036, г. Красноярск, Академгородок, д. 50, стр. 44.

По постановлению Президиума РАН № 291 от 25.12.2007 г. Институт структурно относится к Отделению нанотехнологий и информационных технологий РАН (секция информационных технологий и автоматизации).

По постановлению Президиума СО РАН № 571 от 06.11.2008 г. Институт работает под научно-методическим руководством Объединенного ученого совета по нанотехнологиям и информационным технологиям СО РАН.

Институт осуществляет следующие основные виды деятельности Центра:

  • математическое моделирование и анализ природных, социальных и технологических процессов с применением высокопроизводительных вычислительных комплексов новых поколений;
  • теоретическое и экспериментальное обеспечение разработки перспективных космических технологий и техники;
  • создание информационно-управляющих систем на основе интеграции технологий обработки данных, геоинформационного моделирования и поддержки решений.

В каждом из этих трех направлений сотрудникам Института принадлежит ряд значительных достижений.

Научной группой под руководством директора Института В. М. Садовского в 2019 году проведено научное исследование нестационарных процессов в жидких кристаллах. Предложена упрощенная математическая модель, в рамках которой кристалл рассматривается как мелкодисперсная сплошная среда с вращающимися частицами, обладающая упругим сопротивлением деформации объема и вязкоупругим сопротивлением относительному повороту частиц. Учтены моментные взаимодействия, вызванные механическими и температурными возмущениями, а также воздействием электрических полей. Численный алгоритм реализован в виде параллельной программы с применением технологии CUDA для вычислительных систем с графическими ускорителями. Выполнены расчеты переориентации молекул жидкого кристалла в электрическом поле (эффекта Фредерикса).

Под руководством кандидата физико-математических наук В. А. Деревянко в ИВМ СО РАН проводятся работы по созданию и внедрению встроенных интеллектуальных систем мониторинга и контроля тепловых режимов бортового оборудования космических аппаратов. Разработки предполагаются ко внедрению в АО «Информационные спутниковые системы» (г. Железногорск) для повышения качества и надежности функционирования создаваемых космических аппаратов. Для вычислительной модели тепловых режимов блоков бортовой аппаратуры космических аппаратов, обладающей множеством неопределенных параметров, разработан метод их иерархического уточнения по результатам экспериментов для конкретных экземпляров блоков с целью учета индивидуальных теплофизических характеристик. Проводимые настройки обеспечивают требуемую точность контролируемых температур при различных режимах работы блока.

Международную известность имеют результаты математического моделирования процессов, происходящих в ближнем космосе, полученные коллективом ученых, который возглавляют доктора физико-математических наук Н. В. Еркаев и В. В. Денисенко. В 2019 году в ходе исследований по разработке физико-математических моделей и численных алгоритмов для расчетов распределений ионосферных электрических полей и токов рассмотрены два явления: формирование глобальной электрической цепи и проникновение квазистационарного электрического поля от земной поверхности в ионосферу. Построена более точная модель электрического поля, обеспечивающего ионосферное замыкание глобальной электрической цепи, которая генерируется грозами в атмосфере Земли. Построенная модель впервые позволила предсказать создаваемое атмосферными токами распределение электрического поля в ионосфере, тогда как предшественники смогли дать только на порядок завышенную сверху оценку напряженности.

В лаборатории под руководством И. И. Рыжкова проводятся исследования в области создания математических моделей транспорта ионов в наноструктурах под действием электрического поля. В 2019 году разработана математическая модель ионной проводимости нанопоры с проводящей поверхностью на основе модели пространственного заряда, которая является объединением двумерных уравнений Навье-Стокса, Нернста-Планка и Пуассона. Численные результаты расчетов по этой модели показали хорошее согласие экспериментальных и расчетных данных. Согласованные расчетные и экспериментальные данные подтверждают гипотезу о нелинейном росте проводимости, обусловленном поляризацией проводящей поверхности поры внешним электрическим полем.

В рамках научного проекта под руководством Н. Я. Шапарева создан комплекс программно-технических средств для проведения оценки загрязнения атмосферы промышленного города. Разработана информационно-аналитическая система мониторинга воздуха в г. Красноярске, информация в которую поступает с распределенных по городу станций мониторинга. Выполнен анализ данных многолетних наблюдений по состоянию атмосферы в г. Красноярске в показателях устойчивого развития. Исследованы возможности использования данных дистанционного зондирования Земли для рассматриваемых задач оценки состояния окружающей природной среды. В результате анализа данных установлены характерные метеорологические условия, определяющие возникновение смога над городом. Исследована пространственно-временная динамика загрязнения атмосферы города взвешенными частицами в зимний период.

Под руководством О. Э. Якубайлика cоздан комплекс программно-технических средств для проведения оценки загрязнения атмосферы промышленного города. Разработана информационно-аналитическая система мониторинга воздуха в г. Красноярске, информация в которую поступает с распределенных по городу станций мониторинга. Выполнен анализ данных многолетних наблюдений по состоянию атмосферы в г. Красноярске в показателях устойчивого развития. Исследованы возможности использования данных дистанционного зондирования Земли для рассматриваемых задач оценки состояния окружающей природной среды. В результате анализа данных установлены характерные метеорологические условия, определяющие возникновение смога над городом. Исследована пространственно-временная динамика загрязнения атмосферы города взвешенными частицами в зимний период.

В 2019 году продолжены исследования, проводимые доктором физико-математических наук В. К. Андреевым и его сотрудниками в области разработки новых моделей конвекции, исследования их иерархий на основе теоретико-группового анализа, конвективных движений жидких сред с поверхностями раздела и их устойчивости, включая условия невесомости.

Под руководством Л. Ф. Ноженковой продолжены исследования в области создания и применения технологий информационно-управляющих систем. В 2019 году разработаны новые технологические принципы поддержки конструирования программно-аппаратных комплексов бортовой аппаратуры космических аппаратов. Построена гетерогенная модель, объединяющая базы знаний, описывающие программные имитаторы функционирования бортовых систем и виртуальные приборы, имитирующие устройства приёма-передачи данных. Для поддержки проведения наземных испытаний модель реализует функции бортовой аппаратуры при выполнении командно-программного управления космическим аппаратом, представляя методы приема-передачи широкого спектра команд и формирования значений телеметрического кадра. Разработан метод анализа результатов испытаний бортовой аппаратуры космического аппарата по прецедентам гетерогенной имитационной модели. Метод позволяет выполнять исследование функционирования бортовой аппаратуры на модели, что значительно повышает эффективность процессов изготовления оборудования. Кроме этого в ее коллективе разработаны и программно реализованы новые методы интеллектуализации аналитической обработки данных в интегрированных системах территориального и корпоративного управления. Предложен метод построения многомерной аналитической модели состояния сложных объектов и систем на основе выявления и формального описания закономерностей.

В научном отделе С. В. Исаева в целях обеспечения кибербезопасности и изучения современных трендов кибербезопасности проведена актуализация значимости киберугроз для корпоративной сети. В 2019 году было зафиксировано существенное повышение уровня угроз по каналу электронной почты. Для повышения безопасности электронной почты был проведен анализ журналов авторизаций пользователей, в том числе с использованием протоколов с шифрованием данных. Выявлены и заблокированы потенциально опасные источники угроз. Для дальнейшего развития методов защиты определены источники данных и способы их получения. Была предложена модель безопасности, которая позволяет повысить защищенность веб-сервисов за счет применения более гибкого разграничения доступа на основе методов запросов. Созданная модель может быть использована для решения широкого круга задач с применением технологий REST и RPC.

К началу