Laskennallisen fysiikan laitos KFU

Laskennallisen fysiikan ja fysikaalisten prosessien mallintamisen laitos on Kazanin (Volgan alue) liittovaltion yliopiston fysiikan instituutin tieteellinen alaosasto . Sisältyy Fysiikan instituutin KFU:n fysiikan laitokseen. Se on yksi ensimmäisistä Venäjällä luotuista laskennallisen fysiikan laitoksista [1] [2] [3] . Laitos on erikoistunut fysikaaliseen materiaalitieteen alaan, kondensoituneen aineen fysikaalisten ominaisuuksien mallintamiseen liittyvien korkean suorituskyvyn laskelmien järjestämiseen.

Yleistä tietoa

Kazanin liittovaltion yliopiston laskennallisen fysiikan laitos kouluttaa henkilöstöä, joka on erikoistunut nykyaikaisiin laskentamenetelmiin , ohjelmistojärjestelmiin, tietoteknologioihin ja jolla on taidot työskennellä korkean suorituskyvyn laskentaresurssien kanssa, erityisesti Kazanin liittovaltion yliopiston laskentaklusterin kanssa. [4] . KFU:n laskennallisen fysiikan laitoksella opiskelijat voivat hankkia taitoja työskennellä uusimpien tietoteknologioiden kanssa fyysiseen tutkimukseen liittyen sekä kokemusta hankitun tiedon soveltamisesta sekä varsinaisen tieteellisen tutkimuksen fyysisten ongelmien ratkaisussa että koulutusprosessissa.

Laskennallisen fysiikan laitoksen opetushenkilökuntaa edustavat tohtorit ja tieteiden kandidaatit, joiden ja joiden johdolla on tehty paljon tutkimustyötä, jonka tuloksia on julkaistu johtavissa venäläisissä ja kansainvälisissä julkaisuissa [5] [ 6] [7] [8] [ 9] [10] . KFU:n laskennallisen fysiikan laitoksen työntekijät ovat kirjoittaneet monografioita [11] [12] [13] [14] [15] ja kirjoja [16] [17] , jotka on omistettu termodynamiikalle, tilastolliselle fysiikalle ja kondensoituneen aineen fysiikalle. käytetään oppikirjoina opiskelijoille fyysisille ja teknisille erikoisaloille.

Laitoksen toiminnan menettelytavat ja ehdot määräytyvät Fysiikan instituutin KFU:n laskennallisen fysiikan laitoksen säännöissä [18] .

Osaston historia

Laitoksen [2] [3] historia juontaa juurensa kaukaiseen vuoteen 1959 ja liittyy erottamattomasti erinomaisen fyysikon Kamil Akhmetovich Valievin [19] , fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori, professori, Akatemian täysjäsen . Neuvostoliiton tieteet, Tatarstanin tasavallan tiedeakatemian täysjäsen, Lenin -palkinnon saaja ja kansainvälisen palkinnon saaja E. K. Zavoisky [20] . Suoritettuaan jatko-opinnot Kazanin osavaltion yliopistossa (KSU) vuonna 1957, K. A. Valiev aloitti työskentelyn Kazanin valtion pedagogisessa instituutissa (KSPI), jossa hän puolusti väitöskirjaansa. K. A. Valiev loi lyhyessä ajassa vanhemmasta luennoitsijasta fysiikan osaston johtajaksi, jonka virassa hän pysyi vuosina 1959–1964, uuden tieteellisen koulun, joka osana Kazanin magneettiresonanssin tieteellistä koulua tutkimus, joka keskittyi nestemäisen aineen ongelmien tutkimiseen magneettiresonanssin ja optisen spektroskopian menetelmin. K. A. Valievin tieteellinen ja organisatorinen toiminta palkittiin hallituksen palkinnoilla: kahdella Punaisen Punaisen lipun ritarikunnalla (1971, 1981), Lokakuun vallankumouksen ritarimerkillä (1988), Isänmaan ansioritarikunnalla , IV aste (1999) ja I tutkinto (2005).

Vuosina 1984–2009 TSHPU:n teoreettisen fysiikan laitosta, joka on KFU:n laskennallisen fysiikan laitoksen edeltäjä, johti yksi K. A. Valievin merkittävimmistä opiskelijoista - Renat Muzipovich Yulmetiev [21] , fysiikan tohtori. ja matemaattiset tieteet, professori, Venäjän federaation kunniatyöläisten tieteet (2003), Tatar Staten humanitaarisen ja pedagogisen yliopiston kunniaprofessori (2010).

Vuonna 2009 Anatoli Vasilievich Mokshin , fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori, Venäjän tiedeakatemian asiantuntija , Venäjän federaation tiede- ja korkeakoulutusministeriön asiantuntija , tuli Venäjän teoreettisen fysiikan osaston osaston päälliköksi. TSHPU .

Osaston virallinen perustamispäivä on 1.7.2011. Tatar Staten humanitaarisen pedagogisen yliopiston akateemisen neuvoston kokouksen jälkeen päätettiin nimetä teoreettisen fysiikan laitos Laskennallisen fysiikan ja fysikaalisten prosessien mallintamisen laitokseksi [1] . Osaston olemassaolon aikana sellaiset tiedemiehet kuin A.A. Nefediev , A.I. Nefedeva , M.M. Zaripov, V.R. Nagibarov.

Osaston perustamisajankohtana (2011) [1] Venäjällä oli vain yksi Pietarin yliopiston laskennallisen fysiikan laitos (akateemikko S.P. Merkuriev järjesti vuonna 1984 ). Niin sanotun "uuden Venäjän vuoden 1991 jälkeen" aikakaudella laitos on ensimmäinen laskennallisen fysiikan laitos. Pian vastaavia osastoja alettiin järjestää kotimaisissa yliopistoissa, esimerkiksi MEPhI :ssä , MIPT :ssä , SFU :ssa jne.

Opetushenkilöstö

Tällä hetkellä laskennallisen fysiikan laitoksen tiedekunta on täysimääräisesti edustettuna tutkijoilla, joilla on akateemiset kandidaatin ja tohtorin tutkinnot. Laitoksen opettajat ovat KFU:n Fysiikan instituutin akateemisen neuvoston, väitöskirjaneuvostojen ja toimikuntien jäseniä.

• Mokshin Anatoli Vasilyevich - johtaja, fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori, professori. Opetetut kurssit: Kvanttimekaniikka, Kiinteän olomuodon fysiikka, Kondensoituneen aineen fysiikan matemaattiset menetelmät, Nestetilan fysiikka, Moderni fysiikka.
• Nefediev Juri Anatolievitš — fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori, apulaisprofessori. Opetusalat: Tähtitiede, Epälineaarinen spektroskopia, Tieteellinen projektinhallinta, Modernin luonnontieteen käsitteet.
• Khusnutdinov Ramil Minnegayazovitš — fysiikan ja matemaattisten tieteiden kandidaatti, apulaisprofessori. Opetusalat: Klassinen mekaniikka ja SRT, Elektrodynamiikka, Atomiytimen fysiikka, Johdatus nanoteknologiaan, Tietotekniikan innovaatiot, Ohjelmointikielet ja -menetelmät.
• Galimzyanov Bulat Nailevich — fysiikan ja matemaattisten tieteiden kandidaatti, apulaisprofessori. Opetusalat: Tietokonemallinnus, Tietokonesuunnittelu, Suunnittelu, Prosessien tietokonemallinnus.
• Demin Sergey Anatolievich - fysiikan ja matemaattisten tieteiden kandidaatti, apulaisprofessori. Opetusalat: Insinööritiede ja tietokonegrafiikka, Tietotekniikat innovaatiossa ja pedagogisessa toiminnassa, innovaation ongelmat, Automaattiset suunnittelujärjestelmät.
• Fayrushin Ilnaz Izailovich — fysiikan ja matemaattisten tieteiden kandidaatti, apulaisprofessori. Opetusalat: Johdatus plasmafysiikkaan, tietotekniikka innovaatioissa, tietotekniikka innovaatio- ja koulutustoiminnassa, modernin luonnontieteen käsitteet.

Koulutustoiminta

Opetustoiminnan toteutuksessa laitoksella otetaan käyttöön ja käytetään tietotekniikkaa. Tähän mennessä osaston henkilökunta on kehittänyt joukon sähköisiä koulutusresursseja fyysisten prosessien tietokonemallintamisesta [22] [23] [24] [25] [26] .

Tutkimustoiminta

Tutkimustoiminnan keskeiset osa-alueet:

Dynaamisten prosessien simulointi kondensoidussa väliaineessa

• Atomi-/molekyylidynamiikan kvanttimekaaninen ( ab-initio ) mallinnus ;
• Klassisen dynamiikan mallinnus (Newtonilainen, Langevin, stokastinen, hydrodynamiikka);
• Monte Carlo -simulaatio ;
• Teoreettinen kuvaus dynaamisista prosesseista ja rakenteellisista ominaisuuksista epäsäännöllisissä kondensoituneissa väliaineissa (nesteet, amorfiset järjestelmät, kvasikiteet, liuokset, polymeerit jne.);
• Hiukkasten välisen vuorovaikutuksen tehokkaiden potentiaalien rakentaminen;
• Uusien mallinnusmenetelmien kehittäminen (hybridimenetelmät, mesoskooppinen dynamiikka);
• Vaihemuutosten ja kriittisten ilmiöiden mallintaminen;
• Numeeriset tutkimukset ulkoisten vaikutusten vaikutuksesta kondensoituneiden järjestelmien mikroskooppisiin ominaisuuksiin.

Monimutkaisten ei-Hamiltonin järjestelmien (biologiset, sosiaaliset, taloudelliset, geologiset jne.) tutkimus modernin tilastollisen ja laskennallisen fysiikan menetelmillä

• Monimutkaisten järjestelmien analysointimenetelmien kehittäminen;
• Monimutkaisten järjestelmien dynamiikan vaihteluiden ja kohinan tutkimus;
• Kuviontunnistusalgoritmien kehittäminen;
• Tilastollisen muistin vaikutusten tutkiminen monimutkaisten järjestelmien dynamiikassa.

Ulkomaiset ja kotimaiset kumppanit

Laitos tekee yhteistä tutkimusta kotimaisten laitosten ja yliopistojen kanssa sekä tekee aktiivisesti yhteistyötä ulkomaisten kumppaneiden, kuten Universität Augsburg , Sapienza - Università di Roma , Université Claude Bernard Lyon , Universitat Politècnica de Valènci ja muiden kanssa.

Kansainvälinen yhteistyö

• Universität Augsburg (Austburg, Saksa)
• Sapienza - Università di Roma (Rooma, Italia)
• Université Claude Bernard Lyon (Lyon, Ranska)
• Universitat Politècnica de Valenci (Valencia, Espanja)
• Lontoon yliopisto (Lontoo, Iso-Britannia)
• California Institute of Technology (Pasadena, Kalifornia, USA)
• Johannesburgin yliopisto (Johannesburg, Etelä-Afrikka)
• Tokion yliopisto (Tokio, Japani)

Yhteistyö kotimaisten tiede- ja oppilaitosten kanssa

• Venäjän tiedeakatemian Uralin osaston udmurtilainen liittovaltion tieteellinen keskus (Iževsk)
• Teoreettisen fysiikan instituutti. L.D. Landau (Moskova)
• N. E. Baumanin mukaan nimetty Moskovan valtion teknillinen yliopisto (Moskova)
• Lämpöfysiikan instituutti, Venäjän tiedeakatemian Ural-haara (Jekaterinburg)
• Korkeapainefysiikan instituutti. L.F. Vereshchagin (IFVD RAS, Troitsk)
• Kazanin kansallinen tutkimustekninen yliopisto A. N. Tupolev (Kazan)
• Fysiikan ja kemian tutkimuslaitos. L.Ya. Karpov (Moskova)
• Uljanovskin valtionyliopisto (Uljanovsk)
• Tverin osavaltioyliopisto (Tver)

Palkinnot ja saavutukset

Laitoksella opiskelevat opiskelijat ja jatko-opiskelijat ovat palkinnon ja stipendin saajia:

• Kazanin pormestarin stipendi
• Venäjän federaation presidentin stipendi
• Tadžikistanin tasavallan hallituksen valtion erityinen apuraha
• heille nimellinen stipendi. R.M. Yulmeteva
• Ak Bars -pankin henkilökohtainen palkinto tasavaltalaisen kilpailun "50 parasta innovatiivista ideaa Tatarstanin tasavallalle" puitteissa.

Median laitos

• KFU-löytö: Kuinka paine vaikuttaa amorfisiin seoksiin?
• Kazanin tutkijat ovat kehittäneet tietokonemallin metalliseosten testaamiseen
• Tutkimus nitinolin muodonmuutoksista parantaa ymmärrystä materiaaleista, joilla on kohdennettuja ominaisuuksia
• Nitinolin mekaaninen vaste muodonmuutoksiin antaa käsityksen materiaaleista, joilla on kohdennettuja ominaisuuksia
• Paineen vaikutus amorfisiin metalliseoksiin
• KFU:n fyysikkojen luomien algoritmien pohjalta ruotsalaiset tiedemiehet ovat kehittäneet ainutlaatuisen ohjelmistopaketin
• Kaikilla nesteillä on kiinteiden aineiden ominaisuuksia
• Kokeet vahvistavat, että nesteet osoittavat kiinteiden kappaleiden ominaisuuksia mikroskooppisessa mittakaavassa
• Amorfisia materiaaleja käytetään lääketieteellisissä ja teollisissa sovelluksissa
• KFU:n tutkijat ehdottivat, milloin itseeristysjärjestelmä Venäjällä päättyy
• KFU löysi tavan jäljittää amorfisten metallien nanohalkeamia

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 Ote Tatar Staten humanitaarisen ja pedagogisen yliopiston akateemisen neuvoston kokouksen pöytäkirjasta nro 15, päivätty 23.3.2011
2. ↑ 1 2 Aganov A. V. Salahov M. Kh. Fysiikan ja tähtitieteen historia Kazanin yliopistossa 200 vuoden ajan . - Kazan: Kazan State University, 2007. - ISBN 978-5-98180-443-4 , 5-98180-443-2.
3. ↑ 1 2 Sinitsyn O.V. Tatarin valtion humanitaarinen pedagoginen yliopisto Kazanin yliopistojen joukossa (sen perustamisen 130-vuotisjuhlaan)  // Filologia ja kulttuuri. - 2006. - Ongelma. 5 . - S. 10-15 . — ISSN 2074-0239 .
4. ↑ KFU:n laskentaklusteri . (määrätön)
5. ↑ Anatoli Vasilyevich Mokshin, luettelo tieteellisistä julkaisuista . (määrätön)
6. ↑ Nefediev Juri Anatoljevitš, luettelo tieteellisistä julkaisuista . (määrätön)
7. ↑ Khusnutdinov Ramil Minnegayazovitš, luettelo tieteellisistä julkaisuista . (määrätön)
8. ↑ Galimzyanov Bulat Nailevich, luettelo tieteellisistä julkaisuista . (määrätön)
9. ↑ Demin Sergei Anatoljevitš, luettelo tieteellisistä julkaisuista . (määrätön)
10. ↑ Fayrushin Ilnaz Izailovich, luettelo tieteellisistä julkaisuista . (määrätön)
11. ↑ Mokshin Anatoli Vasilyevich. Yksinkertaisten nesteiden mikroskooppinen dynamiikka / A.V. Mokshin, R.M. Yulmetjev. - Kazan: Innovatiivisten teknologioiden keskus, 2006 - 152c. . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2006). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
12. ↑ Mokshin Anatoli Vasilyevich. Fluktuaatiot ja äänet elävän ja elottoman luonnon monimutkaisissa järjestelmissä / toimittanut R.M. Yulmeteva, A.V. Mokshina, S.A. Demina, M.Kh. Salakhova. - Kazan: RIC . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2008). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
13. ↑ Mokshin Anatoli Vasilyevich. Dynaamiset ilmiöt monimutkaisissa järjestelmissä / toimittanut A.V. Mokshina, S.A. Demina, R.M. Khusnutdinova, O.Yu. Panishchev. - Kazan: Tatarstanin tasavallan opetus- ja tiedeministeriön kustantamo, 2011. - 308 s. . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2011). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
14. ↑ Galimzjanov Bulat Nailevitš, Mokshin Anatoli Vasilyevich. Molekyylidynamiikka rakenteellisten muutosten ja faasimuutosten aikana epäjärjestyneissä järjestelmissä . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2017). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
15. ↑ Bulat Nailevitš Galimzjanov, Anatoli Vasilyevich Mokshin, Ramil Minnegajazovitš Khusnutdinov. Amorfisten järjestelmien fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet, joilla on epähomogeeniset paikalliset viskoelastiset ominaisuudet . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2021). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
16. ↑ Molekyylidynamiikan mallinnuksen perusteet | Mathesis verkkokauppa . shop.rcd.ru _ Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
17. ↑ Mokshin Anatoli Vasilyevich. Järjestäytyneiden kondensoituneiden väliaineiden tilastollinen fysiikka. Teoria ja mallintaminen (oppikirja) . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2020). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
18. ↑ Laskennallisen fysiikan laitoksen KFU määräykset . (määrätön)
19. ↑ [Akateemikko K.A. Valiev. Valiev muistelmissa / [vastaaja. toim. A.A. Orlikovski]; Fysikaalisten ja teknologisten instituuttien RAS. — M.: Nauka, 2015. — 183 s. ISBN 978-5-02-039091-1 (käännöksenä). ].
20. ↑ Kansainvälinen palkinto nimetty E.K. Zavoisky . (määrätön)
21. ↑ Yulmetiev Renat Muzipovich . (määrätön)
22. ↑ Galimzjanov Bulat Nailevitš, Mokshin Anatoli Vasilyevich. Fyysisten prosessien tietokonesimulointi . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2017). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
23. ↑ Mokshin Anatoli Vasilyevich. Ydinfysiikka . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2017). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
24. ↑ Anatoli Vasilyevich Mokshin, Ramil Minnegayazovich Khusnutdinov. Sähkö ja magnetismi: opetusväline . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2021). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
25. ↑ Galimzjanov Bulat Nailevitš, Mokshin Anatoli Vasilyevich. Molekyylidynamiikan mallintamisen perusteet . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2021). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)
26. ↑ Anatoli Vasilyevich Mokshin, Ramil Minnegayazovich Khusnutdinov. Tehtäväkokoelma kurssille "Laskennallinen fysiikka" . repository.kpfu.ru (1. tammikuuta 2021). Haettu: 8.10.2022. (Venäjän kieli)

Kirjallisuus

• Aganov A. V. Salakhov M. Kh. Fysiikan ja tähtitieteen historia Kazanin yliopistossa yli 200 vuoden ajalta. - Kazan: Kazan State University, 2007. - ISBN 978-5-98180-443-4, 5-98180-443-2
• Gafarov I. A. Tatarin valtion humanitaarinen pedagoginen yliopisto - 130 vuotta. - TGGPU, Kazan: Idel-Press, 2006. - 288 s. — ISBN 5-87730-118-3
• Akateemikko K.A. Valiev. Valiev muistelmissa / [vastaaja. toim. A.A. Orlikovski]; Fysikaalisten ja teknologisten instituuttien RAS. — M.: Nauka, 2015. — 183 s. - ISBN 978-5-02-039091-1 (käännettynä).
• Galimzyanov BN, Mokshin AV Molekyylidynamiikan mallintamisen perusteet: opetusohjelma. M.-Izhevsk: Computer Technologies Institute, 2018. - 106 s. — ISBN 978-5-4344-0532-4
• Mokshin AV Järjestäytyneiden kondensoitujen väliaineiden tilastollinen fysiikka. Teoria ja mallinnus (oppikirja). Kazan: RIC School, 2020. - 171 s.

Linkit

• Fysiikan instituutti Kazanin (Volgan alue) liittovaltion yliopisto
• Osaston virallinen verkkosivusto