Modelación informatizada y métodos analíticos y numéricos de investigación de sistemas físico-matemáticos complejos y tecnologías infocomunicativas
Modelación informatizada y métodos analíticos y numéricos de investigación de sistemas físico-matemáticos complejos y tecnologías infocomunicativas
Objeto/área de investigación
  1. Algoritmos simbólico-numéricos para resolver problemas de física cuántica y óptica de ondas, procesamiento automatizado de datos experimentales obtenidos en aceleradores, métodos numéricos para resolver problemas de dinámica estocástica.
  2. Mejora de los modelos de funcionamiento de dispositivos ópticos y cuánticos basados en ondas ópticas y efectos cuánticos mecánicos; modificación de métodos numéricos estables para resolver problemas directos de modelado de la propagación de la guía de ondas de la radiación electromagnética en guías de ondas ópticas integradas, la difracción de la radiación electromagnética monocromática polarizada en las redes ópticas de sub-ondas y la evolución de pequeños sistemas mecánico-cuánticos.
  3. Implementación por computadora de algoritmos de símbolos numéricos para resolver problemas de límites iniciales para los sistemas correspondientes de ecuaciones diferenciales parciales y el estudio de sus propiedades de simetría y estabilidad. 
  4. Desarrollo de métodos para la estocastización de procesos de Markov, y en particular procesos de un solo paso. Mejora deматематических моделей оценки качества los métodos de investigación de procesos estocásticos y estadísticos.
  5. Implementación por computadora de algoritmos analíticos y numéricos para resolver problemas de valores de límite inicial para los sistemas correspondientes de ecuaciones diferenciales parciales, ecuaciones diferenciales estocásticas, ecuaciones integro-diferenciales.
  6. Estudio de la construcción de acciones de Hamilton para varias clases de ecuaciones de movimiento de sistemas de dimensión infinita y representabilidad de las ecuaciones en cuestión en forma de ecuaciones de Euler-Lagrange con densidades de fuerzas no potenciales, ecuaciones de Hamilton y Hamilton-admisibles.
  7. Creación de tecnología de la información en forma de un conjunto de modelos matemáticos de mecanismos de control de recursos de radio para redes inalámbricas heterogéneas de quinta generación que soportan tecnologías IoT.
Goals and tasks

El objetivo es crear un centro práctico de nivel internacional para mejorar los métodos de solución numérica de problemas aplicados de la física matemática. En la actualidad, los esfuerzos del personal del Centro se centran en el uso de algoritmos simbólico-numéricos para resolver problemas de física cuántica y óptica de onda, así como en el procesamiento automatizado de datos experimentales obtenidos en aceleradores. El Centro está desarrollando, probando y mejorando los métodos de procesamiento de datos computarizados realizados conjuntamente con colegas del Laboratorio de Tecnologías de la Información de JINR. El desarrollo, prueba y mejora de algoritmos simbólico-numéricos para resolver problemas de física cuántica se llevan a cabo junto con colegas del Laboratorio de Física Teórica de JINR. Los estudios sobre los métodos numéricos para resolver problemas de dinámica estocástica se llevan a cabo conjuntamente con el personal del Centro Científico Internacional de JINR, la Universidad Eslovaca de Shafarik, FIC "Informática y Gestión", Instituto de Matemáticas Aplicadas de Keldysh.

Scope of application of results

Los resultados servirán para que institutos y universidades puedan capacitar su personal científico en Rusia y otros países.

Los resultados del trabajo del Centro tienen la siguiente aplicación: 

  • Software para apoyar la tecnología de Internet de las cosas con la gestión de recursos de radio de redes inalámbricas heterogéneas de quinta generación se utiliza en el diseño de sistemas automatizados para analizar el movimiento de los usuarios en la red;
  • Análisis de las características estadísticas del movimiento de los usuarios en redes inalámbricas para identificar las características espaciales-probabilísticas del movimiento, así como la confiabilidad de las conexiones de red utilizadas en el diseño de sistemas de piloto automático para el transporte de carretera y ferrocarril;
  • Diseño de dispositivos, que se utilizan para calcular los pulsos de los detectores de registro, así como la clasificación de los tipos de partículas elementales y el estudio de su espectro de energía, cuando se requiere el análisis de la forma del pulso de las partículas, la determinación de su amplitud y el tiempo de retardo relativo entre pulsos; análisis de la distribución espacial de partículas elementales;
  • Diseño de nanodispositivos (nano-bombas, nano-motores, nanobots, nano-manipuladores, etc.) y crear nanomateriales con las propiedades deseadas (super-durabilidad, resistencia al sobrecalentamiento, absorción total o reflexión de la radiación electromagnética, etc.); 
  • Análisis de características estadísticas de desplazamiento de usuarios en las redes inalámbricas para revelación de las características espaciales de movimiento y seguridad de conexiones de la red. Diseño de aeronaves: aeronaves, vehículos aéreos no tripulados, misiles; desarrollo de sistemas para monitorear la estabilidad de edificios y estructuras de gran altura (estabilidad durante terremotos), desarrollo de sistemas para monitorear dinámicas macroeconómicas, etc .;
  • Diseño de sistemas de transmisión de información sobre líneas de fibra óptica.