Számítógépes Fizika Tanszék KFU

A Számítógépes Fizika és Fizikai Folyamatok Modellezése Tanszék a Kazany (Volga Régió) Szövetségi Egyetem Fizikai Intézetének tudományos alosztálya . Szerepel a KFU Fizikai Intézet Fizikai Tanszékén. Ez a számítógépes fizika egyik első osztálya, amelyet Oroszországban hoztak létre [1] [2] [3] . A tanszék szakterülete a fizikai anyagtudomány, a kondenzált anyag fizikai tulajdonságainak modellezéséhez kapcsolódó nagy teljesítményű számítások szervezése.

Általános információk

A Kazany Szövetségi Egyetem Számítógépes Fizikai Tanszéke olyan alkalmazottakat képez, akik a modern számítási módszerekre , szoftverrendszerekre, információs technológiákra specializálódtak , és akik rendelkeznek a nagy teljesítményű számítási erőforrásokkal való munkavégzéshez szükséges készségekkel , különösen a Kazany Szövetségi Egyetem számítástechnikai klaszterével. [4] . A KFU Számítógépes Fizika Tanszékén a hallgatók elsajátíthatják a fizikai kutatásokkal kapcsolatos legújabb számítógépes technológiákkal való munkavégzés készségeit, valamint tapasztalatot szerezhetnek a megszerzett ismeretek alkalmazásában mind az aktuális tudományos kutatási fizikai problémák megoldásában, mind az oktatási folyamatban.

A Számítógépes Fizika Tanszék oktatói karát doktorok és a tudomány kandidátusai képviselik, akik és akiknek irányítása alatt rengeteg kutatómunka folyt, melynek eredményeit vezető orosz és nemzetközi publikációkban publikálták [5] [ 6] [7] [8] [ 9] [10] . A KFU Számítógépes Fizikai Tanszékének munkatársai monográfiák [11] [12] [13] [14] [15] és könyvek [16] [17] szerzői, amelyek a termodinamikával, a statisztikus fizikával és a kondenzált anyag fizikával foglalkoznak. tankönyvként használják a hallgatók fizikai és műszaki szakterületei számára.

A tanszék tevékenységének rendjét és feltételeit a KFU Fizikai Intézet Számítógépes Fizikai Tanszékéről szóló Szabályzat [18] határozza meg .

Osztálytörténet

A tanszék története [2] [3] egészen a távoli 1959-ig nyúlik vissza, és elválaszthatatlanul kapcsolódik a kiváló fizikus, Kamil Akhmetovich Valiev [19] nevéhez , a fizikai és matematikai tudományok doktora, professzor, az Akadémia rendes tagja. A Szovjetunió tudománya, a Tatár Köztársaság Tudományos Akadémiájának rendes tagja, Lenin - díjas és nemzetközi díjas E. K. Zavoisky [20] . Miután 1957-ben befejezte posztgraduális tanulmányait a Kazanyi Állami Egyetemen (KSU) , K. A. Valiev a Kazany Állami Pedagógiai Intézetben (KSPI) kezdett dolgozni, ahol megvédte PhD disszertációját. K. A. Valiev rövid időn belül, miután egyetemi tanárból a fizika tanszék vezetőjévé vált, akinek posztján 1959 és 1964 között maradt, K. A. Valiev új tudományos iskolát hozott létre, amely a kazanyi mágneses rezonancia tudományos iskola részeként kutatás, amelynek középpontjában a folyékony anyag problémáinak vizsgálata volt a mágneses rezonancia és az optikai spektroszkópia módszereivel. K. A. Valiev tudományos és szervezési tevékenységét állami kitüntetésekkel jutalmazták: két Munka Vörös Zászló Érdemrend (1971, 1981), Októberi Forradalom Érdemrend (1988), Hazai Érdemrend , IV. fokozat (1999). és I. fokozat (2005).

1984 és 2009 között a TSHPU Elméleti Fizikai Tanszékét, amely a KFU Számítógépes Fizikai Tanszékének elődje, K. A. Valiev egyik legkiemelkedőbb tanítványa - Renat Muzipovich Yulmetiev [21] , a fizikatudomány doktora vezette. és matematikai tudományok, professzor, az Orosz Föderáció tiszteletbeli munkástudománya (2003), a Tatár Állami Humanitárius és Pedagógiai Egyetem tiszteletbeli professzora (2010).

2009-ben Anatolij Vasziljevics Moksin , a fizikai és matematikai tudományok doktora, az Orosz Tudományos Akadémia szakértője , az Orosz Föderáció Tudományos és Felsőoktatási Minisztériumának szakértője lett az Orosz Föderáció Elméleti Fizikai Tanszékének osztályvezetője. TSHPU .

A szakosztály megalakulásának hivatalos időpontja 2011. július 1. A Tatár Állami Humanitárius Pedagógiai Egyetem Tudományos Tanácsának ülését követően az Elméleti Fizika Tanszéket Számítógépes Fizika és Fizikai Folyamatok Modellezése Tanszékre nevezték át [1] . A tanszék fennállása alatt olyan tudósok, mint A.A. Nefediev , A.I. Nefedeva , M.M. Zaripov , V.R. Nagibarov.

A tanszék létrehozásakor (2011) [1] Oroszországban a Szentpétervári Egyetem (1984-ben S. P. Merkuriev akadémikus szervezte) egyetlen számítógépes fizika tanszéke működött Oroszországban . Az úgynevezett "új Oroszország 1991 után" korszakában a tanszék a számítógépes fizika elsőként létrehozott tanszéke. Hamarosan hasonló tanszékeket kezdtek szervezni a hazai egyetemeken, például a MEPhI , MIPT , SFU stb.

Tanári kar

Jelenleg a Számítógépes Fizika Tanszék oktatói akadémiai kandidátus és doktori fokozattal rendelkező kutatók teljes mértékben képviseltetik magukat. A tanszék oktatói a KFU Fizikai Intézet Tudományos Tanácsának, szakdolgozati tanácsainak és szakbizottságainak tagjai.

• Mokshin Anatolij Vasziljevics – vezető, a fizikai és matematikai tudományok doktora, professzor. Oktatott kurzusok: Kvantummechanika, Szilárdtestfizika, A kondenzált anyag fizika matematikai módszerei, Folyékony halmazállapotú fizika, Modern fizika.
• Nyefediev Jurij Anatoljevics – a fizikai és matematikai tudományok doktora, egyetemi docens. Tanítási tudományágak: Csillagászat, Nemlineáris spektroszkópia, Tudományos projektmenedzsment, A modern természettudomány fogalmai.
• Khusnutdinov Ramil Minnegayazovics – a fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, egyetemi docens. Oktatási tudományágak: Klasszikus mechanika és SRT, Elektrodinamika, Az atommag fizikája, Bevezetés a nanotechnológiába, Információtechnológiai innovációk, Programozási nyelvek és módszerek.
• Galimzjanov Bulat Nailevics – a fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, egyetemi docens. Oktatási tudományágak: Számítógépes modellezés, Számítógépes tervezés, Tervezés, Folyamatok számítógépes modellezése.
• Demin Szergej Anatolievics – a fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, egyetemi docens. Oktatási tudományágak: Mérnöki és számítógépes grafika, Számítástechnika az innovációs és pedagógiai tevékenységben, Az innováció problémái, Automatikus tervezési rendszerek.
• Fayrushin Ilnaz Izailovich – a fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, egyetemi docens. Tanítási tudományágak: Bevezetés a plazmafizikába, Informatika az innovációban, Számítástechnika az innovációs és oktatási tevékenységekben, A modern természettudomány fogalmai.

Oktatási tevékenység

Az oktatási tevékenységek megvalósítása során az információs technológiák bevezetése és alkalmazása a tanszéken történik. A tanszék munkatársai a mai napig kifejlesztettek egy elektronikus oktatási segédanyagot a fizikai folyamatok számítógépes modellezésére [22] [23] [24] [25] [26] .

Kutatási tevékenységek

A kutatási tevékenység fő területei:

Dinamikus folyamatok szimulációja sűrített közegben

• Az atom/molekuláris dinamika kvantummechanikai ( ab-initio ) modellezése ;
• Klasszikus dinamika modellezése (Newtoni, Langevin, sztochasztikus, hidrodinamika);
• Monte Carlo szimuláció ;
• Dinamikus folyamatok és szerkezeti tulajdonságok elméleti leírása rendezetlen kondenzált közegekben (folyadékok, amorf rendszerek, kvázikristályok, oldatok, polimerek stb.);
• A részecskék közötti kölcsönhatás effektív potenciáljainak felépítése;
• Új modellezési módszerek kidolgozása (hibrid módszerek, mezoszkópikus dinamika);
• Fázisátalakulások és kritikus jelenségek modellezése;
• A külső hatások kondenzált rendszerek mikroszkopikus tulajdonságaira gyakorolt ​​hatásának numerikus vizsgálata.

Összetett nem-hamiltoni rendszerek (biológiai, társadalmi, gazdasági, geológiai stb.) vizsgálata a modern statisztikai és számítási fizika módszereivel

• Módszerek fejlesztése komplex rendszerek elemzésére;
• Ingadozások és zajok tanulmányozása komplex rendszerek dinamikájában;
• Mintafelismerő algoritmusok fejlesztése;
• A statisztikai memória hatásainak vizsgálata komplex rendszerek dinamikájában.

Külföldi és hazai partnerek

A tanszék közös kutatásokat végez hazai intézetekkel és egyetemekkel, valamint aktívan együttműködik külföldi partnerekkel is, köztük az Universität Augsburg , a Sapienza - Università di Roma , az Université Claude Bernard Lyon , az Universitat Politècnica de Valènci és másokkal.

A nemzetközi együttműködés

• Universität Augsburg (Austburg, Németország)
• Sapienza – Università di Roma (Róma, Olaszország)
• Université Claude Bernard Lyon (Lyon, Franciaország)
• Universitat Politècnica de Valenci (Valencia, Spanyolország)
• Londoni Egyetem (London, Egyesült Királyság)
• California Institute of Technology (Pasadena, California, USA)
• Johannesburgi Egyetem (Johannesburg, Dél-Afrika)
• Tokiói Egyetem (Tokió, Japán)

Együttműködés hazai tudományos és oktatási intézményekkel

• Az Orosz Tudományos Akadémia Uráli Kirendeltségének Udmurt Szövetségi Tudományos Központja (Izhevszk)
• Elméleti Fizikai Intézet. L.D. Landau (Moszkva)
• N. E. Baumanról elnevezett Moszkvai Állami Műszaki Egyetem (Moszkva)
• Hőfizikai Intézet, az Orosz Tudományos Akadémia Uráli Kirendeltsége (Jekatyerinburg)
• Nagynyomású Fizikai Intézet. L.F. Verescsagin (IFVD RAS, Troitsk)
• Kazan Nemzeti Kutató Műszaki Egyetem A. N. Tupolev (Kazany)
• Fizikai és Kémiai Kutatóintézet. L.Ya. Karpov (Moszkva)
• Uljanovszk Állami Egyetem (Uljanovszk)
• Tveri Állami Egyetem (Tver)

Díjak és eredmények

A tanszéken tanuló hallgatók és végzős hallgatók díjak és ösztöndíjak birtokosai:

• Kazany polgármesterének ösztöndíja
• Az Orosz Föderáció elnökének ösztöndíja
• a Tádzsik Köztársaság kormányának különleges állami ösztöndíja
• névleges ösztöndíjat nekik. R.M. Yulmeteva
• az Ak Bars bank személyre szabott díja az „50 legjobb innovatív ötlet a Tatár Köztársaságért” köztársasági verseny keretében.

Média Tanszék

• KFU felfedezés: Hogyan hat a nyomás az amorf ötvözetekre?
• A kazanyi tudósok számítógépes modellt fejlesztettek ki fémötvözetek tesztelésére
• A nitinol deformációinak tanulmányozása a célzott tulajdonságokkal rendelkező anyagok jobb megértése érdekében
• A nitinol deformációra adott mechanikai reakciója betekintést enged a célzott tulajdonságokkal rendelkező anyagokba
• A nyomás hatása amorf fémötvözetekre
• A KFU fizikusai által megalkotott algoritmusok alapján svéd tudósok egyedülálló szoftvercsomagot fejlesztettek ki
• Minden folyadéknak megvannak a szilárd anyag tulajdonságai
• A kísérlet megerősíti, hogy a folyadékok a szilárd testek tulajdonságait mutatják mikroszkopikus méretekben
• Az amorf anyagokat orvosi és ipari alkalmazásokban fogják használni
• A KFU tudósai azt javasolták, mikor ér véget az önelszigetelő rezsim Oroszországban
• A KFU megtalálta a módját az amorf fémek nanorepedésének nyomon követésére

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 Kivonat a Tatár Állami Humanitárius és Pedagógiai Egyetem Tudományos Tanácsa 2011. március 23-i ülésének 15. sz.
2. ↑ 1 2 Aganov A. V. Salakhov M. Kh. A fizika és a csillagászat története a kazanyi egyetemen 200 évig . - Kazan: Kazanyi Állami Egyetem, 2007. - ISBN 978-5-98180-443-4 , 5-98180-443-2.
3. ↑ 1 2 Sinitsyn O.V. Tatár Állami Humanitárius Pedagógiai Egyetem a kazanyi egyetemek konstellációjában (alapításának 130. évfordulójára)  // Filológia és kultúra. - 2006. - Kiadás. 5 . — S. 10–15 . — ISSN 2074-0239 .
4. ↑ A KFU számítási klasztere . (határozatlan)
5. ↑ Anatolij Vasziljevics Moksin, tudományos publikációk listája . (határozatlan)
6. ↑ Nyefedjev Jurij Anatoljevics, tudományos publikációk listája . (határozatlan)
7. ↑ Khusnutdinov Ramil Minnegayazovics, tudományos publikációk listája . (határozatlan)
8. ↑ Galimzjanov Bulat Nailevics, tudományos publikációk listája . (határozatlan)
9. ↑ Demin Szergej Anatoljevics, tudományos publikációk listája . (határozatlan)
10. ↑ Fayrushin Ilnaz Izailovich, tudományos publikációk listája . (határozatlan)
11. ↑ Moksin Anatolij Vasziljevics. Egyszerű folyadékok mikroszkópos dinamikája / A.V. Mokshin, R.M. Yulmetyev. - Kazan: Innovatív Technológiák Központja, 2006 - 152c. . repository.kpfu.ru (2006. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
12. ↑ Moksin Anatolij Vasziljevics. Ingadozások és zajok az élő és élettelen természet összetett rendszereiben / szerkesztette: R.M. Yulmeteva, A.V. Mokshina, S.A. Demina, M.Kh. Salakhova. - Kazan: RIC . repository.kpfu.ru (2008. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
13. ↑ Moksin Anatolij Vasziljevics. Dinamikus jelenségek összetett rendszerekben / szerkesztette: A.V. Mokshina, S.A. Demina, R.M. Khusnutdinova, O.Yu. Paniscsev. - Kazan: A Tatár Köztársaság Oktatási és Tudományos Minisztériumának Kiadója, 2011. - 308 p. . repository.kpfu.ru (2011. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
14. ↑ Galimzjanov Bulat Nailevics, Moksin Anatolij Vasziljevics. Molekuláris dinamika szerkezeti átalakulások és fázisátalakulások során rendezetlen rendszerekben . repository.kpfu.ru (2017. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
15. ↑ Bulat Nailevics Galimzjanov, Anatolij Vasziljevics Moksin, Ramil Minnegajazovics Khusnutdinov. Inhomogén lokális viszkoelasztikus tulajdonságokkal rendelkező amorf rendszerek fizikai és mechanikai jellemzői . repository.kpfu.ru (2021. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
16. ↑ A molekuladinamikai modellezés alapjai | Mathesis webáruház . shop.rcd.ru _ Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
17. ↑ Moksin Anatolij Vasziljevics. Rendetlen sűrített közegek statisztikai fizikája. Elmélet és modellezés (tankönyv) . repository.kpfu.ru (2020. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
18. ↑ A KFU Számítógépes Fizika Tanszék szabályzata . (határozatlan)
19. ↑ [akadémikus K.A. Valiev. Valiev az emlékiratokban / [válaszoló. szerk. A.A. Orlikovszkij]; Fizikai-Technológiai Intézet RAS. — M.: Nauka, 2015. — 183 p. ISBN 978-5-02-039091-1 (ford.). ].
20. ↑ E.K. nemzetközi díj Zavoisky . (határozatlan)
21. ↑ Yulmetyev Renat Muzipovich . (határozatlan)
22. ↑ Galimzjanov Bulat Nailevics, Moksin Anatolij Vasziljevics. Fizikai folyamatok számítógépes szimulációja . repository.kpfu.ru (2017. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
23. ↑ Moksin Anatolij Vasziljevics. Nukleáris fizika . repository.kpfu.ru (2017. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
24. ↑ Anatolij Vasziljevics Moksin, Ramil Minnegajazovics Khusnutdinov. Elektromosság és mágnesesség: oktatási segédlet . repository.kpfu.ru (2021. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
25. ↑ Galimzjanov Bulat Nailevics, Moksin Anatolij Vasziljevics. A molekuláris dinamikai modellezés alapjai . repository.kpfu.ru (2021. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)
26. ↑ Anatolij Vasziljevics Moksin, Ramil Minnegajazovics Khusnutdinov. Feladatgyűjtemény a "Számítógépes fizika" kurzushoz . repository.kpfu.ru (2021. január 1.). Letöltve: 2022. október 8. (Orosz)

Irodalom

• Aganov A. V. Salakhov M. Kh. A fizika és a csillagászat története a Kazany Egyetemen 200 éven át. - Kazan: Kazanyi Állami Egyetem, 2007. - ISBN 978-5-98180-443-4, 5-98180-443-2
• Gafarov I. A. Tatár Állami Humanitárius Pedagógiai Egyetem - 130 év. - TGGPU, Kazan: Idel-Press, 2006. - 288 p. — ISBN 5-87730-118-3
• akadémikus K.A. Valiev. Valiev az emlékiratokban / [válaszoló. szerk. A.A. Orlikovszkij]; Fizikai-Technológiai Intézet RAS. — M.: Nauka, 2015. — 183 p. - ISBN 978-5-02-039091-1 (fordításban).
• Galimzyanov BN, Mokshin AV A molekuláris dinamika modellezésének alapjai: oktatóanyag. M.-Izhevsk: Számítástechnikai Intézet, 2018. - 106 p. — ISBN 978-5-4344-0532-4
• Mokshin AV A rendezetlen sűrített közeg statisztikai fizikája. Elmélet és modellezés (tankönyv). Kazan: RIC School, 2020. - 171 p.

Linkek

• Fizikai Intézet Kazany (Volga régió) Szövetségi Egyetem
• A tanszék hivatalos honlapja