Математика и механика

Профиль «Вычислительная гидродинамика»

Подготовку кадров высшей квалификации осуществляет кафедра механики сплошных сред и вычислительных технологий. Руководитель аспирантуры – доктор физико-математических наук, профессор, Русаков Сергей Владимирович.

Руководителями аспирантов являются: академик РАН, д.т.н., профессор, Матвеенко В.П., д.ф.-м.н., проф. Русаков С.В. (заведующий кафедрой прикладной математкии и информатики), д.ф.-м.н., проф. Свистков А.Л. (заведующий кафедрой), д.ф.-м.н., проф. Любимова Т.П., д.ф.-м.н., проф. Тарунин Е.Л., д.ф.-м.н., проф. Хрипченков С.Ю., к.т.н. Синер А.А.

Основой профиля являются фундаментальные и прикладные исследования в области механики жидкости и газа. Вычислительное моделирование, базирующееся на современном состоянии науки и вычислительных технологий, является основой данной аспирантуры. В рамках настоящей аспирантуры проводится моделирование гидродинамических, газодинамических, акустических, термомеханических процессов или других, связанных с ними физических, химических явлений в широком классе объектов механики жидкости и газа.

Научные тематики данного профиля аспирантуры лежат в области исследований, проводимых сотрудниками кафедры в рамках тематики Ведущей научной школы РФ. Большинство научных исследований являются совместными с Институтом механики сплошных сред УрО РАН. Также имеются направления исследований, связанные с ОАО «Авиадвигатель» и ОАО «НПО «Сатурн». Во время учебы в аспирантуре аспиранты активно привлекаются к выполнению исследований по хоздоговорам, а также к работе по международным и российским научным грантам.

Предметом научных исследований в аспирантуре по вычислительной гидродинамике может быть:

• 1. «Исследование и оптимизация динамических характеристик упругих, вязкоупругих и электровязкоупругих систем, взаимодействующих с потоком жидкости или газа».
• 2. «Разработка математических методов проектирования малошумных и высоконадежных газотурбинных двигателей для авиации и наземного применения».
• 3. «Магнитная гидродинамика в плоских слоях проводящей жидкости с электрическим током».
• 4. «Моделирование химико-технологические процессов, проходящих в жидкой и/или газообразной фазах».
• 5. «Развитие численных методов для решения прикладной задач гидро-газодинамики, в том числе, ориентированных на современные технологии распараллеливания (облачные вычисления, кластерные системы, системы с GPU)».

Образовательная программа

Профиль «Механика твердого деформируемого тела»

Подготовку кадров высшей квалификации осуществляет кафедра механики сплошных сред и вычислительных технологий. Руководитель аспирантуры – академик РАН, д.т.н., профессор, Матвеенко Валерий Павлович.

Руководителями аспирантов являются: академик РАН, д.т.н., профессор, Матвеенко В.П., д.ф.-м.н., проф. Свистков А.Л. (заведующий кафедрой МССиВТ), д.ф.-м.н., проф. Шардаков И.Н., д.т.н., проф. Аптуков В.Н. (заведующий кафедрой фундаментальной математики), д.ф.-м.н., проф. Плехов О.А.. к.т.н., проф. Кондюрин А.В.

Основой профиля являются фундаментальные и прикладные исследования в области механики твердого деформированного тела (МТДТ) и механики сплошных сред (МСС) в целом, а также связных с МТДТ областей, например, биомеханика, термовязкоупругость, электровязкоупругость и т.п.

Моделирование (экспериментальное, математическое, вычислительное), базирующееся на современном состоянии науки и вычислительных технологий, является основой данной аспирантуры. В рамках аспирантуры проводится моделирование термомеханических процессов или других, связанных с ними физических, химических явлений в широком классе объектов механики деформируемого твердого тела.

Научные тематики аспирантуры лежат в области исследований, проводимых сотрудниками кафедры в рамках тематики Ведущей научной школы РФ. Большинство научных исследований являются совместными с Институтом механики сплошных сред УрО РАН. Также имеются направления исследований, связанные с ОАО «Галургия», с ОАО «Авиадвигатель», с ОАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания».

Во время учебы в аспирантуре аспиранты активно привлекаются к выполнению исследований по хоздоговорам, а также к работе по международным и российским научным грантам.

Предметом научных исследований в аспирантуре по механике твердого деформированного тела может быть:

• 1. «Моделирование термомеханического поведения материалов с учетом химических и физических явлений».
• 2. «Исследование и оптимизация динамических характеристик упругих, вязкоупругих и электровязкоупругих систем, в том числе и систем, взаимодействующих с потоком жидкости или газа».
• 3. «Исследование нано-, микро- и макро- свойств наноструктурированных полимерных материалов и их многоуровневое моделирование».
• 4. «Исследование динамических процессов в структурно неоднородных упругих и вязкоупругих телах».
• 5. «Разработка научных основ для создания нового поколения функциональных эндопротезов мягких тканей с улучшенной биосовместимостью».
• 6. «Экспериментальные исследования микро и макро механических характеристик горных пород и закладочного массива с целью разработки математических моделей и решения прикладных задач механики горных пород».
• 7. «Разработка экспериментальных методов исследования термодинамики процессов деформирования и разрушения перспективных конструкционных материалов с целью оптимизации и направленного улучшения их физико-механических свойств в процессе производства».
• 8. «Процессы отверждения и свойства получаемых материалов для изготовления и ремонта крупногабаритных конструкций в открытом космосе».
• 9. «Современные вычислительные технологии в механике сплошных сред».

Аспирантура завершается защитой диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук или кандидата технических наук по специальности 01.02.04 «Механика твердого деформированного тела». Подготовка диссертации проводится на базе кафедры механики сплошных сред и вычислительных технологий (МССиВТ). Диссертационная работа может иметь как теоретический, так и экспериментальный характер в области фундаментальных и/или прикладных исследований.

Образовательная программа

Руководители аспирантуры по профилю «Механика твердого деформируемого тела»

Аптуков Валерий Нагимович, профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой Фундаментальной математики.

Научные интересы в областях:

• - Деформирование и разрушение материалов в волнах напряжений
• - Проблемы динамического проникания;
• - Модели поведения сред со сложной структурой;
• - Механика геоматериалов и подземных сооружений;
• - Биомеханика кровеносных сосудов.
• - Механика твердого деформируемого тела

Шардаков Игорь Николаевич, профессор кафедры МССиВТ, доктор физико-математических наук. Главный научный сотрудник ИМСС УрО РАН.

Научные интересы в областях:

• - Теория упругости: аналитические и численные решения статических и динамических задач несимметричной теории упругости; экспериментальные исследования эффектов моментного поведения упругих тел.
• - Теория вязкоупругости: численные методы решения задач линейной вязкоупругости.
• - Термомеханика: моделирование термомеханического поведения полимеров и композитов на полимерной основе с учетом фазовых и релаксационных переходов в материале.
• - Численные методы: механики деформированного твердого тела.
• - Мониторинг: разработка и создание автоматизированных систем мониторинга деформационного поведения ответственных инженерных и строительных сооружений.

Русаков Сергей Владимирович, доктор физикл-математических наук, профессор, зав.кафедрой ПМИиИ. Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации.

Область научных интересов С.В. Русакова:

• - разработка эффективных численных методов для решения задач математического моделирования;
• - численное решение задач аэро-гидродинамики;
• - приближенные аналитические (асимптотические) методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных;
• - решение задач популяционной динамики;
• - интеллектуальный анализ данных методами многомерного статистического анализа;
• - разработка программных комплексов решения прикладных вычислительных задач.