Создана международная лаборатория по математическому моделированию
В СКФУ открылась международная научная лаборатория по математическому моделированию нелинейных процессов. В команду ученых вошли представители трех вузов: Северо-Кавказского федерального университета (Ставрополь), Университета прикладных наук Рейн-Майн (г. Висбаден, Германия) и Кубанского государственного университета.
Соглашение между партнерами подписано на пять лет. Оно предполагает, в первую очередь, совместные научные исследования и программы.
– Создание международных лабораторий – это часть стратегии СКФУ по развитию его научного потенциала, – отметил директор Института информационных технологий и телекоммуникаций СКФУ Вячеслав Петренко. – Мы рассчитываем создать интегрированную в международную науку команду для самых передовых исследований малоизученных физических явлений. Уверены, что уже очень скоро новая лаборатория станет полноценным исследовательским центром, а результаты наших совместных исследований найдут применение в разных областях от медицины до биомеханики.
Как подчеркнула профессор Университета прикладных наук Рейн-Майн Евгения Кириллова, коллектив ученых из разных городов и стран объединяют схожие научные интересы и подходы к изучению физических явлений. Ими используются численные методы, компьютерный эксперимент, математическое моделирование. Последнее нашло широкое применение в разных областях. Оно позволяет глубоко проникнуть в самую суть физических явлений, выявить скрытые закономерности и прогнозировать ход реальных процессов. Так, физики-ядерщики проводят с его помощью эксперименты, а экологи применяют его для изучения и прогнозирования природных процессов.
В ближайших планах новой международной лаборатории несколько проектов. Так, коллектив уже приступил к разработке модели электроуправляемых процессов в магнитных жидкостях. В частности, учеными моделируется автоволновой процесс – возникновение и распространение самоподдерживающихся нелинейных волн. Исследование в перспективе поможет прогнозировать возникновение сердечных патологий.
– Автоволновые процессы в сердце и в электрохимической ячейке с магнитной жидкостью описываются одинаковыми нелинейными дифференциальными уравнениями, – пояснил доцент кафедры информационных систем и технологий СКФУ Владимир Чеканов. – Биологические среды, конечно, сложнее физических, однако универсальность законов распространения автоволн позволяет использовать магнитную жидкость в качестве упрощенной модельной среды для прогнозирования заболеваний сердца.
Главные преимущества такого подхода – простота и доступность экспериментов. Аналогичные исследования в биологических средах являются более сложными и дорогими.
В рамках проекта в стенах СКФУ также будут проходить натурные эксперименты. В распоряжении вуза различные виды экспериментальных установок для наблюдения автоволного процесса в магнитных жидкостях.
Параллельно коллектив международной лаборатории будет работать над другими перспективными проектами.
– Наши исследования будут направлены на 3D-моделирование электромембранных систем, – отметила заместитель заведующего кафедрой интеллектуальных информационных систем Кубанского госуниверситета Анна Коваленко. – Последние сегодня используются в разных отраслях: от пищевой промышленности и нефтепереработки до медицины. Для построения модели будут использоваться уравнения Нернста Планка, Пуассона и Навье-Стокса. Это работа очень высокого уровня сложности. Она под силу только профессионалам мирового уровня и требует мощного аппаратного обеспечения. После объединения у нашего интернационального коллектива есть и то, и другое.
Ученые из России и Германии будут использовать уже найденные решения для достижения прогресса в текущих и будущих исследованиях.
– Сотрудничество наших коллективов, несомненно, даст хороший синергический эффект, – подчеркнул заведующий кафедрой прикладной математики Кубанского госуниверситета Махамет-Али Уртенов. – Мы умеем моделировать многие процессы, связанные с электродинамикой, электрохимией и вывели, например, формулу, описывающую вольтамперную характеристику нелинейных процессов. Для дальнейших исследований желательно применять методы, которыми отлично владеют представители СКФУ. Объединение усилий позволит решить серьезную, интересную задачу, сделать хороший рывок вперед. И это только один пример.
Помимо работы над совместными проектами, в планах проведение научных семинаров. Коллектив лаборатории будет рассказывать о результатах своих исследований и обмениваться опытом с коллегами из других образовательных и научных организаций.
Двери лаборатории будут также открыты для студентов СКФУ. Обучающиеся смогут поучаствовать в научных проектах интернационального коллектива.