Кафедра вычислительной физики КФУ
| Кафедра вычислительной физики и моделирования физических процессов | |
|---|---|
| Эмблема кафедры | |
| Файл:Эмблема кафедрвы вычислительной физики КФУ.gif | |
| Международное название | Department of Computational Physics |
| Год основания | 01.07.2011 |
| Заведующий кафедрой | Мокшин Анатолий Васильевич |
| Юридический адрес | Адрес: 420008, Россия, Казань, ул. Кремлёвская, 16а, КФУ, Институт физики, Кафедра вычислительной физики, кабинет 503 |
| Сайт | https://kpfu.ru/physics/struktura/kafedry/kafedra-vychislitelnoj-fiziki |
Кафедра вычислительной физики и моделирования физических процессов (англ. Department of Computational Physics) — научное подразделение Института Физики Казанского (Приволжского) Федерального Университета. Входит в Отделение физики Института физики КФУ. Является одной из первых кафедр вычислительной физики, созданных в России [1][2][3]. Кафедра специализируется в области физического материаловедения, в сфере организации высокопроизводительных расчетов, связанных с моделированием физических свойств конденсированных сред.
Общие сведения
Кафедра вычислительной физики Казанского федерального университета занимается подготовкой кадров, специализирующихся на современных вычислительных методах, программных комплексах, информационных технологиях, и владеющих навыками работы с высокопроизводительными расчетными ресурсами, в частности с вычислительным кластером Казанского федерального университета[4]. На кафедре вычислительной физики КФУ студенты могут приобрести навыки работы с новейшими компьютерными технологиями применительно к физическим исследованиям, а также опыт применения полученных знаний как при решении актуальных научно-исследовательских физических задач, так и в образовательном процессе.
Профессорско-преподавательский состав кафедры вычислительной физики представлен докторами и кандидатами наук, которыми и под руководством которых было выполнено множество научно-исследовательских работ, по результатам которых имеются публикации в ведущих российских и международных изданиях[5][6][7][8][9][10]. Сотрудники кафедры вычислительной физики КФУ являются авторами монографий[11][12][13][14][15] и книг[16][17], посвященных термодинамике, статистической физике и физике конденсированного состояния, которые применяются в качестве учебных пособий для студентов физико-технических специальностей.
Порядок и условия деятельности кафедры определяются Положением о кафедре вычислительной физики Института физики КФУ[18].
История кафедры
История кафедры[2][3] берет свое начало в далеком 1959 году и неразрывно связана с именем выдающегося физика Валиева Камиля Ахметовича[19], доктора физико-математических наук, профессора, действительного члена Академии наук СССР, действительного члена Академии наук Республики Татарстан, лауреата Ленинской премии и лауреата международной премии Е. К. Завойского[20]. После окончания аспирантуры в Казанском государственном университете (КГУ) в 1957 году, К. А. Валиев начал работать в Казанском государственном педагогическом институте (КГПИ), где защитил кандидатскую диссертацию. В короткие сроки пройдя путь от старшего преподавателя до заведующего кафедрой физики, на посту которого пробыл с 1959 г. по 1964 г., К. А. Валиев создал новую научную школу, которая, как часть казанской научной школы магнитно-резонансных исследований, сосредоточилась на изучении проблем жидкого вещества методами магнитного резонанса и оптической спектроскопии. Научная и организационная деятельность К. А. Валиева была отмечена правительственными наградами: двумя орденами трудового Красного знамени (1971, 1981), орденом Октябрьской революции (1988), орденами «За заслуги перед Отечеством» IV степени (1999) и I степени (2005).
С 1984 г. по 2009 г. кафедрой теоретической физики ТГГПУ, которая является предшественницей кафедры вычислительной физики КФУ, заведовал один из наиболее выдающихся учеников К. А. Валиева — Юльметьев Ренат Музипович[21], доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации (2003), почетный профессор Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета (2010).
В 2009 г. заведующим кафедрой кафедрой теоретической физики ТГГПУ становится доктор физико-математических наук, эксперт РАН, эксперт Министерства науки и высшего образования РФ Мокшин Анатолий Васильевич.
Официальная дата образования кафедры — 1 июля 2011 года. По итогам заседания Учёного Совета Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета было принято решение переименовать кафедру теоретической физики в кафедру вычислительной физики и моделирования физических процессов [1]. За время существования кафедры на ней работали такие учёные, как А.А. Нефедьев, А.И. Нефедьева, М.М. Зарипов, В.Р. Нагибаров.
На момент создания кафедры (2011 г.)[1], в России существовала лишь одна кафедра вычислительной физики Санкт-Петербургского университета (организована в 1984 году академиком С.П. Меркурьевым). В эпоху так называемой «новой России после 1991 г.» кафедра является первой созданной кафедрой вычислительной физики. Вскоре, в отечественных университетах стали организовываться подобные кафедры, например, в МИФИ, МФТИ, ЮФУ и т.д.
Профессорско-преподавательский состав
В настоящий момент профессорско-преподавательский состав кафедры вычислительной физики полностью представлен исследователями, имеющими учёные степени кандидатов и докторов наук. Преподаватели кафедры являются участниками Ученого Совета, диссертационных советов и комиссий Института физики КФУ.
- Мокшин Анатолий Васильевич — заведующий, доктор физико-математических наук, профессор. Преподаваемые дисциплины: Квантовая механика, Физика твердого тела, Математические методы физики конденсированных сред, Физика жидкого состояния, Современная физика.
- Нефедьев Юрий Анатольевич — доктор физико-математических наук, доцент. Преподаваемые дисциплины: Астрономия, Нелинейная спектроскопия, Менеджмент научного проекта, Концепции современного естествознания.
- Хуснутдинов Рамиль Миннегаязович — кандидат физико-математических наук, доцент. Преподаваемые дисциплины: Классическая механика и СТО, Электродинамика, Физика атомного ядра, Введение в нанотехнологии, Информационные технологии инноваций, Языки и методы программирования.
- Галимзянов Булат Наилевич — кандидат физико-математических наук, доцент. Преподаваемые дисциплины: Компьютерное моделирование, Компьютерный дизайн, Дизайн, Компьютерное моделирование процессов.
- Демин Сергей Анатольевич — кандидат физико-математических наук, доцент. Преподаваемые дисциплины: Инженерная и компьютерная графика, Компьютерные технологии в инновационной и педагогической деятельности, Проблемы инноваций, Системы автоматического проектирования.
- Файрушин Ильназ Изаилович — кандидат физико-математических наук, доцент. Преподаваемые дисциплины: Введение в физику плазмы, Информационные технологии в инновациях, Компьютерные технологии в инновационной и педагогической деятельности, Концепции современного естествознания.
Образовательная деятельность
При реализации образовательной деятельности, на кафедре внедряются и используются информационные технологии. К настоящему времени сотрудниками кафедры разработан комплекс электронных образовательных ресурсов по компьютерному моделированию физических процессов [22][23][24][25][26].
Научно-исследовательская деятельность
Ключевые направления научно-исследовательской деятельности:
Моделирование динамических процессов в конденсированных средах
- Квантово-механическое (ab-initio) моделирование атомарной/молекулярной динамики;
- Моделирование классической динамики (ньютоновской, ланжевеновской, стохастической, гидродинамики);
- Монте-Карло моделирование;
- Теоретическое описание динамических процессов и структурных свойств в неупорядоченных конденсированных средах (жидкости, аморфные системы, квазикристаллы, растворы, полимеры и т.д.);
- Конструирование эффективных потенциалов межчастичного взаимодействия;
- Разработка новых методов моделирования (гибридные методы, мезоскопическая динамика);
- Моделирование фазовых переходов и критических явлений;
- Численные исследования влияния внешних воздействий на микроскопические свойства конденсированных систем.
Исследование сложных не гамильтоновых систем (биологических, социальных, экономических, геологических и др.) методами современной статистической и вычислительной физики
- Развитие методов анализа сложных сиcтем;
- Исследование флуктуаций и шумов динамики сложных систем;
- Развитие алгоритмов по распознаванию образов;
- Исследование эффектов статистической памяти в динамике сложных систем.
Зарубежные и отечественные партнеры
Кафедра осуществляет совместные исследования с отечественными институтами и университетами, а также активно сотрудничает с зарубежными партнерами, среди которых Universität Augsburg, Sapienza — Università di Roma, Université Claude Bernard Lyon, Universitat Politècnica de Valènci и другие.
Международное сотрудничество
- Universität Augsburg (г. Аустбург, Германия)
- Sapienza — Università di Roma (г. Рим, Италия)
- Université Claude Bernard Lyon (г. Лион, Франция)
- Universitat Politècnica de Valènci (г. Валенсия, Испания)
- University of London (г. Лондон, Великобритания)
- California Institute of Technology (г. Пасадина, Калифорния, США)
- University of Johannesburg (г. Йоханнесбург, Южная Африка)
- University of Tokyo (г. Токио, Япония)
Сотрудничество с отечественными научно-образовательными учреждениями
- Удмуртский федеральный научный центр Уральского отделения Российской академии наук (г. Ижевск)
- Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау (г. Москва)
- Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (г. Москва)
- Институт теплофизики УрО РАН (г. Екатеринбург)
- Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина (ИФВД РАН, г. Троицк)
- Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева (г. Казань)
- Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова (г. Москва)
- Ульяновский государственный университет (г. Ульяновск)
- Тверской государственный университет (г. Тверь)
Награды и достижения
Студенты и аспиранты, проходящие обучения при кафедре, являются обладателями премий и стипендий:
- стипендия Мэра г. Казани
- стипендия Президента РФ
- специальная государственная стипендия Правительства РТ
- именная стипендия им. Р.М. Юльметьева
- именная премии банка «Ак Барс» в рамках республиканского конкурса «50 лучших инновационных идей для республики Татарстан».
Кафедра в СМИ
- Нейронная сеть поможет ученым КФУ контролировать процесс затвердевания расплавов
- Открытие КФУ: Как давление влияет на аморфные сплавы?
- Ученые из Казани разработали компьютерную модель для тестирования металлических сплавов
- Study of nitinol deformations to enrich understanding of materials with targeted properties
- Mechanical response of nitinol to deformations gives insight into materials with targeted properties
- Влияние давления на аморфные металлические сплавы
- На основе созданных физиками КФУ алгоритмов шведские ученые разработали уникальный программный комплекс
- У всех жидкостей нашли свойства твердых тел
- Experiment confirms liquids show properties of solid bodies at microscopic scales
- Amorphous materials will be used in medical and industrial applications
- Ученые КФУ предположили, когда закончится режим самоизоляции в России
- В КФУ нашли способ отслеживать нанотрещины в аморфных металлах
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Выписка из протокола №15 заседания Учёного Совета Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета от "23" марта 2011 г.
- ↑ 2,0 2,1 Аганов А. В. Салахов М. Х. История физики и астрономии в Казанском Университете за 200 лет. — Казань: Казанский государственный университет, 2007. — ISBN 978-5-98180-443-4, 5-98180-443-2.
- ↑ 3,0 3,1 Синицын О.в. Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет в созвездии вузов Казани (к 130-летию со дня основания) // Филология и культура. — 2006. — Вып. 5. — С. 10–15. — ISSN 2074-0239. Архивировано 10 октября 2022 года.
- ↑ Вычислительный кластер КФУ. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 3 июля 2022 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич, список научных публикаций.
- ↑ Нефедьев Юрий Анатольевич, список научных публикаций. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 26 февраля 2021 года.
- ↑ Хуснутдинов Рамиль Миннегаязович, список научных публикаций. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 21 марта 2022 года.
- ↑ Галимзянов Булат Наилевич, список научных публикаций. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 21 мая 2022 года.
- ↑ Демин Сергей Анатольевич, список научных публикаций. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 2 марта 2021 года.
- ↑ Файрушин Ильназ Изаилович, список научных публикаций. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 4 декабря 2021 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич. Микроскопическая динамика простых жидкостей / А.В. Мокшин, Р.М. Юльметьев. - Казань: Центр инновационных технологий, 2006г. - 152c.. repository.kpfu.ru (1 января 2006). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич. Флуктуации и шумы в сложных системах живой и неживой природы / под редакцией Р.М. Юльметьева, А.В. Мокшина, С.А. Демина, М.Х. Салахова. - Казань: РИЦ. repository.kpfu.ru (1 января 2008). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич. Динамические явления в сложных системах / под редакцией А.В. Мокшина, С.А. Демина, Р.М. Хуснутдинова, О.Ю. Панищева. - Казань: Издательство Министерства образования и науки РТ, 2011. - 308 с.. repository.kpfu.ru (1 января 2011). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Галимзянов Булат Наилевич, Мокшин Анатолий Васильевич. Молекулярная динамика при структурных трансформациях и фазовых переходах в неупорядоченных системах. repository.kpfu.ru (1 января 2017). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Галимзянов Булат Наилевич, Мокшин Анатолий Васильевич, Хуснутдинов Рамиль Миннегаязович. Физико-механические особенности аморфообразующих систем с неоднородными локальными вязкоупругими свойствами. repository.kpfu.ru (1 января 2021). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Основы моделирования молекулярной динамики | Интернет-магазин Mathesis. shop.rcd.ru. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич. Статистическая физика неупорядоченных конденсированных сред. Теория и моделирование (учебное пособие). repository.kpfu.ru (1 января 2020). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Положение о кафедре вычислительной физики КФУ. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 5 октября 2022 года.
- ↑ [Академик К.А. Валиев. Валиев в воспоминаниях / [отв. ред. А.А. Орликовский]; Физико-технологический ин-т РАН. — М.: Наука, 2015. — 183 с. ISBN 978-5-02-039091-1 (в пер.). ].
- ↑ Международная премия имени Е.К. Завойского. Дата обращения: 7 октября 2022. Архивировано 7 октября 2022 года.
- ↑ Юльметьев Ренат Музипович. Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Галимзянов Булат Наилевич, Мокшин Анатолий Васильевич. Компьютерное моделирование физических процессов. repository.kpfu.ru (1 января 2017). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич. Ядерная физика. repository.kpfu.ru (1 января 2017). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич, Хуснутдинов Рамиль Миннегаязович. Электричество и магнетизм: учебно-методическое пособие. repository.kpfu.ru (1 января 2021). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Галимзянов Булат Наилевич, Мокшин Анатолий Васильевич. Основы моделирование методом молекулярной динамики. repository.kpfu.ru (1 января 2021). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
- ↑ Мокшин Анатолий Васильевич, Хуснутдинов Рамиль Миннегаязович. Сборник задач по курсу «Вычислительная физика«. repository.kpfu.ru (1 января 2021). Дата обращения: 8 октября 2022. Архивировано 8 октября 2022 года.
Литература
- Аганов А. В. Салахов М. Х. История физики и астрономии в Казанском Университете за 200 лет. — Казань: Казанский государственный университет, 2007. — ISBN 978-5-98180-443-4, 5-98180-443-2
- Гафаров И. А. Татарский государственный-гуманитарно-педагогический университет — 130 лет. — ТГГПУ, Казань: Идел-Пресс, 2006. — 288 с. — ISBN 5-87730-118-3
- Академик К.А. Валиев. Валиев в воспоминаниях / [отв. ред. А.А. Орликовский]; Физико-технологический ин-т РАН. — М.: Наука, 2015. — 183 с. — ISBN 978-5-02-039091-1 (в пер.).
- Галимзянов Б. Н. Мокшин А. В. Основы моделирования молекулярной динамики: учебное пособие. М.-Ижевск: Институт компьютерных технологий, 2018. — 106 с. — ISBN 978-5-4344-0532-4
- Мокшин А. В. Статистическая физика неупорядоченных конденсированных сред. Теория и моделирование (учебное пособие). Казань: РИЦ Школа, 2020. — 171 с.