Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Бай Чжун-Чжи Китай
Номер договора
075-15-2019-1928
Период реализации проекта
2019-2021

По данным на 30.01.2020

Общая информация

Создание и исследование новых материалов является междисциплинарной задачей, в решении которой участвуют исследователи из разных предметных областей. Сотрудники лаборатории разрабатывают математические модели, алгоритмы, которые в дальнейшем будут использованы для многомасштабного анализа новых материалов.

Название проекта: Модели, алгоритмы и программные средства для многомасштабного анализа новых материалов и физически активных сред 

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направления исследований:

Прикладная математика

Цели проекта:

  1. Разработка эффективных численных методов и решателей для систем линейных уравнений; для задач на собственные значения; для некорректных задач применительно к конечно-элементным матричным задачам, характерным, прежде всего, для задач пьезоэлектричества.
  2. Разработка многомасштабных математических моделей с учетом размерных факторов, микро- и наноструктуры активных и композитных материалов микро- и наноструктуры активных и композитных материалов, в том числе со специальными граничными условиями на межфазных границах; техники решения связанных физико-механических задач и задач наномеханики, основанной на методах конечных элементов и наукоемком программном инструментарии; исследование задач пьезоэлектричества, механики композиционных активных материалов, адаптивных материалов, функционально-градиентных материалов, различных наноструктур (нанотрубок, нанопленок, нанострежней) и тонких покрытий.
  3. Разработка новых актуальных моделей деформирования и колебаний конструкционных и активных материалов.
  4. Разработка эффективных процедур идентификации переменных характеристик тел, выполненных из конструкционных и активных материалов, при учете предварительного напряженного-деформированного состояния и нелинейно-упругих свойств в рамках идеологии неразрушающего контроля.
  5. Разработка библиотеки конечных элементов и новых конечно-элементных программных комплексов с возможностями расчета связанных физико-механических задач и моделирования новых нано-, активных и композиционных материалов, расчета прямых и обратных задач, со средствами оптимизации, с развитыми средствами препроцессорной и постпроцессорной обработки, с эффективными решателями и возможностями проведения параллельных вычислений.
  6. Развитие бессеточного метода частиц и его сопряжений с конечно-разностными и конечно-элементными методами для вычислительного гидродинамического эксперимента по исследованию многомасштабной структуры течений. Приложение бессеточного метода для потоков идеальной и вязкой жидкости в полуограниченных областях. Развитие быстрых численных методов матрично-векторного анализа сверхбольшой размерности. Приложение к расчету статистических характеристик турбулентных потоков при больших числах Рейнольдса. Построение и реализация новых вычислительных алгоритмов, наследующих свойства уравнений гидродинамики, в частности, мультистабильность и возникновение непрерывных семейств решений.
  7. Внедрение результатов научных исследований в магистерские программы «Фундаментальная математика, механика и математическое моделирование», «Компьютерная математика: теория и приложения», «Mathematical Modeling and Informational Technologies» (Математическое моделирование и информационные технологии, англоязычная программа), и в программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по направлениям, соответствующим специальностям 01.02.04 «Механика деформируемого твердого тела» и 05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», подготовка кадров высшей квалификации по направлениям проекта.
Практическое значение исследования
Планируемые результаты

В рамках проекта будут проведены:

  • Разработка моделей для многомасштабного анализа новых материалов и физически активных сред.

  • Разработка алгоритмов и бета-версий программ для многомасштабного анализа новых материалов и физически активных сред.

  • Разработка, отладка и тестирование программ для многомасштабного анализа новых материалов и физически активных сред

  • Проведение дополнительных перспективных исследований по разработке моделей, численных методов и программ.

Организационные и инфраструктурные преобразования

В распоряжении лаборатории имеются современные программные средства и техническое обеспечение для моделирования пьезоэлектрических материалов и устройств, активных композитов с учетом их микроструктуры, в том числе с использованием кластерных технологий для задач большой и сверхбольшой размерности. 



Скрыть Показать полностью
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта