Институт вычислительных технологий СО РАН

1. Институт вычислительных технологий СО РАН Итоговый отчет о деятельности Института в 2011 году Директор – академик Ю.И. Шокин

2. Основные научные направления В соответствии с Уставом, утвержденным постановлением Президиума РАН № 97 от 11.03.2008, основными научными направлениями ИВТ СО РАН являются: • Разработка информационно-телекоммуникационных технологийв задачах принятия решений • Математическое моделированиеи вычислительные технологиив области механики сплошной среды,физики, энергетики и экологии

3. Важнейшие результаты: технология улучшения качества передачи данных в высокоскоростных оптоволоконных линиях связи Разработана технология оптимизации оптоволоконных линий связи на основе математического моделирования распространения сигнала в световоде и анализа частоты появления ошибок передачи данных. Построен набор нелинейных математических моделей, численных методов и параллельных алгоритмов, которые использованы для анализа ошибок передачи данных. С применением этих моделей и алгоритмов удалось разработать метод кодирования информации, позволяющий снижать количество ошибок тогда, когда применение известных и используемых в промышленности корректирующих кодов оказывается неэффективным. Применение предложенного подхода и разработанного метода кодирования позволяет увеличить эффективность передачи данных в оптоволоконных линиях связи. Авторы результата: академик ШокинЮ.И., д.ф.-м.н. Федорук М.П., профессор Шафаренко А.В. (Университет Хартфордшира, Великобритания), к.ф.-м.н. ШтыринаО.В., к.ф.-м.н. СкидинА.С. (защита состоялась 23.12.2011), Редюк А.А.

4. Важнейшие результаты: оценка рисков возникновения катастрофических волн цунами и их последствий Разработана технология оценки возможного воздействия на побережье катастрофических волн цунами, порожденных цунамигенными землетрясениями. Технология основана на численном моделировании трансформации волн на пути от области источника к защищаемому побережью. Для каждого модельного источника характеристики распространяющейся волны рассчитываются на высокопроизводительных суперкомпьютерах. В настоящий момент технология применена для оценки воздействия на Дальневосточное побережье России волн цунами от 94 источниковземлетрясений, с очагами в основных цунамигенных зонах Тихого океана. Применение технологии позволяет усовершенствовать систему предупреждения о цунами и повысить достоверность прогнозирования степени цунамиопасности защищаемого побережья. Авторы результата: академик ШокинЮ.И., д.ф.-м.н. Чубаров Л.Б., к.ф.-м.н. Бейзель С.А.

5. Важнейшие результаты: математическое моделирование процессов распространения и нелинейного взаимодействия оптического излучения с различнымиматериалами с целью разработки новых устройств и технологий Выполнено численное моделирование методом частиц генерации медленно эволюционирующих регулярных пространственных структур, возникающих при прохождении мощного лазерного импульса пикосекундной длительности с интенсивностью порядка 1019 Вт/см2 через струю ионизованного гелия докритической плотности. Такие структуры наблюдаются в экспериментах и были обнаружены методом протонной радиографии. Моделирование позволило понять природу и геометрию электромагнитных полей, ответственных за генерацию подобных структур. На рисунке показаны распределения электромагнитных полей в одной из пост-солитонных структур через 3 пс после начала взаимодействия. Разработана точная теория развития модуляционной неустойчивости в лазерных и оптических усилителях, составляющей основу работы сверхмощных лазерных систем. Определены параметры, которые контролируют развитие этой неустойчивости в усилителях, и вычислен инкремент нарастания неустойчивости в зависимости от этих параметров. Полученные результаты актуальны для разработчиков лазерных и оптических усилителей и могут быть использованы как при анализе таких систем, так и для их проектирования. Авторы результата: академик ШокинЮ.И., д.ф.-м.н. Федорук М.П.,к.ф.-м.н. Лисейкина Т.В.

6. Важнейшие результаты: разработка и исследование численных алгоритмов и моделей, их приложения Анализ свойств неявных разностных схем для численного решения уравнений Эйлера и Навье – Стокса несжимаемой жидкости. Автор результата: д.ф.-м.н. Ковеня В.М. Для линеаризованных уравнений Эйлера впервые показано, что все разностные схемы приближенной факторизации с расщеплением по пространственным направлениям, теряют свойства безусловной устойчивости уже в двумерном случае. Исследование динамики турбулентных флуктуаций температуры в изотропном турбулентном потоке. Авторы результата: д.ф.-м.н. Черных Г.Г., соиск. Баев М.К. С применением градиентной гипотезы, связывающей смешанный двухточечный корреляционный момент третьего порядка с двухточечной корреляционной функцией второго порядка поля пассивного скаляра, осуществлено замыкание уравнения Корсина.В предположении постоянства инвариантов Лойцянского и Корсина получено автомодельное решение уравнения Корсина, соответствующее бесконечно большим турбулентным числам Рейнольдса и Пекле. Известно, что турбулентность за решеткой в аэродинамической трубе близка к изотропной. Авторами построена основанная на замкнутой системе уравнений Кармана – Ховарта и Корсина численная модель динамики турбулентности и флуктуаций температуры за нагретой решеткой в аэродинамической трубе.

7. Важнейшие результаты: модель и алгоритмы кластеризации русскоязычных текстовых документов научной тематики Предложена технология извлечения фактографической информации из научных документов достаточно произвольной структуры. Предложена простейшая модель онтологии фактографической системы. Исследованы основные принципы автоматизированного извлечения фактов из документов и организации взаимодействия фактографических систем с пользователями. Разработан алгоритм автоматизированного извлечения из текста документа географических названий, отражающих его содержание. Для задачи кластеризации множества документов научной тематики реализован вариант алгоритма кластеризации FRiS-Cluster с возможностью его параллельного выполнения на некотором количестве вычислительных узлов. Авторы результата: чл.-к. РАН Федотов А.М., д.т.н. Барахнин В.Б.

8. Важнейшие результаты: развитие информационно-вычислительной инфраструктуры Продолжено развитие высокоскоростного технологического сегмента СПД СО РАН, обеспечивающего объединение высокопроизводительных компьютерных систем, источников и систем хранения данных в ННЦ СО РАН. В 2011 году проложены 10Gbit/s линии связи и установлено коммутационное оборудование в • ИЦиГ СО РАН, • ИХБиФМ СО РАН, • МТЦ СО РАН. Прецизионные приборы – источники больших объемов данных 10G connections Развиваются ресурсы для высокопроизводительных вычислений, обработки и хранения данных: • введен в эксплуатацию подкластерс пиковой производительностью 9TFlops из 4 гибридных вычислительных узлов на базе NVidia C2070 (Fermi); • введена единая система управления заданиями для всех вычислительных ресурсов Института; • закуплено расширение емкости высоконадежной системы хранения данных EMC Clarion до 250 Тбайт с возможностью дальнейшего ее наращивания до 480 Тбайт. Системы хранения и обработки данных, вычислительные комплексы 10G compute cloud

9. Основные показатели РИД:публикационная активность * в предыдущие годы не учитывались тезисы конференций и патенты / свидетельства на интеллектуальную собственность

10. Основные показатели РИД: интеллектуальная собственность, некоторые экономические индикаторы

11. Основные показатели РИД: кадровое обеспечение

12. Основные показатели РИД: организация мероприятийКраткая справка • Краткая справка. • В штате Института: • действительных членов РАН – 1, членов-корреспондентов РАН – 1, • докторов наук – 25, кандидатов наук – 35, • научных сотрудников без степени – 9. • Количество аспирантов – 29. • Число публикаций в 2011 году – 283, в том числе: монографий – 8, • статей в рецензируемых российских журналах – 44, • статей в зарубежных рейтинговых журналах – 35, • статей и докладов в сборниках междунар. конференций – 54, • статей и докладов в сборниках российских конференций – 25. • Организовано и проведено научных мероприятий (конференций, школ, семинаров) – 10.