Інформаційних технологій у фізико-енергетичних системах

Історія

Кафедру засновано в 2001 році, одночасно з заснуванням фізико-енергетичного факультету.

Інтелектуальним ядром інформаційних технологій в період формування інформаційного суспільства є математичне моделювання, яке можна розглядати як один з методів пізнання реального світу. Під математичним моделюванням розуміють адекватну заміну досліджуваного фізичного явища чи процесу відповідною математичною моделлю та її подальше вивчення методами обчислювальної математики із застосуванням засобів сучасної обчислювальної техніки. Наразі математичне моделювання та обчислювальний експеримент стали складовими частинами загальних підходів, характерних для сучасних інформаційних технологій. Практична реалізація можливостей математичного моделювання та обчислювального експерименту суттєво підвищує ефективність наукових досліджень та інженерних розробок, дозволяє скоротити витрати часу та коштів на використання передових досягнень фізики, хімії, механіки та інших фундаментальних наук. Розроблено нові технології синтезу та аналізу складних конструкцій в системах аналітичного проектування з автоматизацією побудови багатопараметричних нормалізованих рівнянь об’єктів машинобудування в двовимірному і тривимірному просторах. Розроблено методи побудови нормалізованих рівнянь межгеометричних об’єктів, які мають симетрію трансляційного, циклічного і гвинтового типів. Розроблено методи трансляції на скінченних інтервалах. Вперше пропонується конструювати рівняння складених геометричних об’єктів зі стандартних примітивів, запропонованих користувачеві. Ця методика є технологічною основою для автоматизації процесу побудови цих рівнянь.

Абітурієнту

Студенти оволодівають наближеними методами розв’язання задач дослідження фізичних полів, сучасними мовами, засобами і системами програмування, серед яких — система ПОЛЕ, яку було створено під керівництвом академіка НАН України В. Л. Рвачова. В процесі навчання і підготовки курсових і дипломних робіт студенти розв’язують низку практичних задач.

Кафедрою підготовлені бакалаври і магістри, дипломні роботи яких виконані на сучасному рівні і відзначаються актуальністю тематики. Серед них такі, як «Математичне моделювання електростатичного поля автоемісійної системи запуску магнетрона терагерцового діапазону з холодним катодом методом R-функцій», «Моделювання рівноваги тороїдальної плазми за допомогою метода R-функцій», «Математичне моделювання температурного поля при ламінарному русі рідини в каналах з гвинтовими вставками методом R-функцій», «Метод R-функцій в задачах розрахунку полів для тіл, фізичні характеристики яких мають розриви першого роду» та інші.

Аналіз працевлаштування випускників за останні роки свідчить про зростання потреб у наших спеціалістах не тільки у спеціалізованих науково-дослідних установах, але й у комерційних структурах. За бажанням випускники можуть продовжувати навчання в аспірантурі Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна або ІПМаш НАН України.

Наука

В основу роботи кафедри покладено фундаментальні дослідження з теорії R-функцій, створеної академіком Національної Академії наук України В.Л. Рвачовим. Теорія R-функцій дала можливість розв’язати сформульовану ще Декартом обернену задачу аналітичної геометрії: є геометричний об’єкт — потрібно написати його рівняння. Теорія R-функцій дає можливість описувати геометричні об’єкти неперервно диференційовними функціями, значення яких визначають межу, внутрішню частину та інші властивості об’єкта, що моделюється. Ці функції дають можливість враховувати геометричну інформацію аналітично і є зручними для проведення різних інтегро-диференціальних розрахунків.



Теорією R-функцій користуються математики та інші вчені багатьох країн світу для розв’язання задач геометричного проектування, твердотільного моделювання, розпізнавання образів та дослідження фізико-механічних полів в об’єктах складної форми. Комп’ютерна реалізація задач розрахунку гідродинамічних, електромагнітних, температурних, деформаційних та інших полів виконується в системі ПОЛЕ, яку розроблено в Інституті проблем машинобудування ім. А.М.Підгорного НАН України. Завдання геометричної і фізичної інформації у вигляді буквених параметрів дає можливість проводити багатоваріантні розрахунки.

Основним науковим напрямом кафедри є математичне моделювання фізичних полів та обчислювальні методи.

Навчальна робота

Спеціальні курси для бакалаврів: «Конструктивні засоби математичного моделювання та їх застосування», «Математичне моделювання процесів магнітної гідродинаміки», «Обчислювальні методи в аерогідродинаміці», «Методологія програмного забезпечення наукових досліджень», «Мережеві інформаційні технології».

Спеціальні курси для магістрів: «Математичне моделювання фізичних полів у криволінійних ортогональних і неортогональних координатах», «Спеціальні глави обчислювальних методів у аерогідродинаміці», «Спеціальні розділи програмування»

Персональний склад кафедри

Сьогодні на кафедрі працює 4 викладачі, серед них 2 доктори технічних наук, 1 кандидат технічних наук та 1 кандидат фізико-математичних наук.