• Научно-исследовательский
    вычислительный центр
    Московского государственного
    университета имени М. В. Ломоносова

    Сделано в НИВЦ

  • Работы направлены на разработку методов низкочастотной 3D ультразвуковой томографии на основе GPU-суперкомпьютеров, прежде всего в приложении к диагностике рака молочной железы. Основным результатом в 2019 г. является тот факт, что разработанные авторами алгоритмы решения обратных задач 3D ультразвуковой томографии в медицине для GPU-суперкомпьютеров были впервые успешно протестированы в реальных экспериментах. Экспериментальные данные для решения обратных задач 3D волновой томографии были получены на стенде для 3D ультразвуковых томографических исследований, разработанном в МГУ имени М.В.

    Предложено релаксационное уравнение относительно волнового числа для полуэмпирических замыканий геофизической турбулентности. Показано, что традиционное феноменологическое уравнение скорости диссипации кинетической энергии турбулентности можно рассматривать как аппроксимацию предложенного релаксационного уравнения для устойчиво-стратифицированных течений, находящихся в состоянии квазиравновесия.

    На основе классической молекулярной динамики разработан метод атомистического моделирования процесса напыления тонких аморфных пленок диоксида кремния, ориентированный на использование технологий параллельных вычислений. Разработаны модели расчета структурных и механических характеристик в зависимости от параметров напыления. Проведено моделирование напыления высокопористых пленок диоксида кремния, растущих при направленности потока напыляемых атомов почти параллельного поверхности подложки (glancing angle deposition или GLAD).

    В рамках Открытой энциклопедии свойств алгоритмов AlgoWiki сформированы цепочки понятий "задача-метод-алгоритм-реализация", которые являются основой для описания любой предметной области и реализуют концепцию связанного представления различных алгоритмических подходов решения одной и той же задачи. По существу, в проекте AlgoWiki появились новые измерения, позволяющие перейти с уровня анализа отдельных алгоритмов к анализу различных алгоритмических методов решения задач.

    Одной из важнейших задач современной медицины является разработка принципиально новых методов диагностики. К таким задачам относится проектирование ультразвуковых томографов. Все задачи интерпретации данных томографических исследований относятся к обратным. Обратные задачи ультразвуковой томографии необходимо рассматривать в рамках трёхмерных, нелинейных волновых моделей, учитывающих такие эффекты как дифракцию, рефракцию и поглощение. В такой модели задача рассматривается как коэффициентная обратная задача для уравнения гиперболического типа.

    Создана одномерная численная модель, воспроизводящая основные термодинамические и биогеохимические процессы в озёрах. В модели впервые воспроизведены потоки парниковых газов – метана и углекислого газа – в атмосферу. В рамках модели впервые предложено упрощенное описание (параметризация) внутренних гравитационных колебаний в водоёмах – сейш – оказывающих существенное влияние на вертикальное перемешивание в небольших озёрах. Модель прошла проверку на данных наблюдений на отдельных озёрах Финляндии, Германии, России, США и др.

    Фундаментальная проблема высокопроизводительных вычислений заключается в необходимости аккуратного согласования структуры алгоритмов и программ с особенностями архитектуры компьютеров.