Информационных технологий в физико-энергетических системах

История

Кафедра основана в 2001 году, одновременно с образованием физико-энергетического факультета.

Интеллектуальным ядром информационных технологий в период формирования информационного общества является математическое моделирование, которое можно рассматривать как один из методов познания реального мира. Под математическим моделированием понимают адекватную замену исследуемого физического явления или процесса соответствующей математической моделью и ее дальнейшее изучение методами вычислительной математики с применением средств современной вычислительной техники. Сейчас математическое моделирование и вычислительный эксперимент стали составными частями общих подходов, характерных для современных информационных технологий. Практическая реализация возможностей математического моделирования и вычислительного эксперимента существенно повышает эффективность научных исследований и инженерных разработок, позволяет сократить затраты времени и средств на использование передовых достижений физики, химии, механики и других фундаментальных наук. Разработаны новые технологии синтеза и анализа сложных конструкций в системах аналитического проектирования с автоматизацией построения многопараметрических нормализованных уравнений объектов машиностроения в двумерном и трехмерном пространствах. Разработаны методы построения нормализованных уравнений межгеометрических объектов, имеющих симметрию трансляционного, циклического и винтового типов. Разработаны методы трансляции на конечных интервалах. Впервые предлагается конструировать уравнения составленных геометрических объектов из стандартных примитивов, предложенных пользователю. Эта методика технологической основой для автоматизации процесса построения этих уравнений.

Абитуриенту

Студенты овладевают приближенными методами решения задач исследования физических полей, современными языками, средствами и системами программирования, среди которых — система ПОЛЕ, созданная под руководством академика НАН Украины В. Л. Рвачова. В процессе обучения и подготовки курсовых и дипломных работ студенты решают ряд практических задач.

Кафедрой подготовлены бакалавры и магистры, дипломные работы которых выполнены на современном уровне и отличаются актуальностью тематики. Среди них такие, как «Математическое моделирование электрического поля автоэмиссионной системы запуска магнетрона терагерцового диапазона с холодным катодом методом R-функций», «Моделирование равновесия тороидальной плазмы с помощью метода R-функций», «Математическое моделирование температурного поля при ламинарном движении жидкости в каналах с винтовыми вставками методом R-функций» , «Метод R-функций в задачах расчета полей для тел, физические характеристики которых имеют разрывы первого рода» и другие.

Анализ трудоустройства выпускников за последние годы свидетельствует о росте потребностей в наших специалистах не только в специализированных научно-исследовательских учреждениях, но и в коммерческих структурах. По желанию выпускники могут продолжать обучение в аспирантуре Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина или ИПМаш НАН Украины.

Наука

В основу работы кафедры положены фундаментальные исследования по теории R-функций, созданной академиком Национальной Академии наук Украины В. Л. Рвачевым. Теория R-функций позволила решить сформулированную еще Декартом обратную задачу аналитической геометрии: геометрический объект — нужно написать его уравнение. Теория R-функций дает возможность описывать геометрические объекты непрерывно дифференцируемыми функциями, значения которых определяют границу, внутреннюю часть и другие свойства моделируемого объекта. Данные функции позволяют учитывать геометрическую информацию аналитически и удобны для проведения различных интегро-дифференциальных расчетов.


Теорией R-функций пользуются математики и другие ученые многих стран мира для решения задач геометрического проектирования, твердотельного моделирования, распознавания образов и исследование физико-механических полей в объектах сложной формы. Компьютерная реализация задач расчета гидродинамических, электромагнитных, температурных, деформационных и других полей выполняется в системе ПОЛЕ, разработанной в Институте проблем машиностроения имени А. Н. Подгорного НАН Украины. Задача геометрической и физической информации в виде буквенных параметров позволяет проводить многовариантные расчеты.

Основным научным направлением кафедры является математическое моделирование физических полей и вычислительные методы.

Учебная работа

Специальные курсы для бакалавров: «Конструктивные средства математического моделирования и их применение», «Математическое моделирование процессов магнитной гидродинамики», «Вычислительные методы в аэрогидродинамике», «Методология программы научных исследований», «Сетевые информационные технологии».

Специальные курсы для магистров: «Математическое моделирование физических полей в криволинейных ортогональных и неортогональных координатах», «Специальные главы вычислительных методов в аэрогидродинамике», «Специальные разделы программирования».

Персональный состав кафедры

Сегодня на кафедре работает 4 преподавателя, среди них 2 доктора технических наук, 1 кандидат технических наук и 1 кандидат физико-математических наук.