30/06/2017 Конференции , Новости институтов

Круглый стол «Супервычисления и прорывные технологии» прошел в рамках «Марчуковских научных чтений»

105 ИВМиМГ СО РАН ИФП СО РАН ИГиЛ СО РАН ИНГГ СО РАН СО РАН ИЦиГ СО РАН НГУ ИВМ СО РАН Математика Новосибирск ​Начинания организатора науки о вычислениях академика Гурия Ивановича Марчука воплощаются сегодня в глобальных исследованиях и технологических системах. В полной ли мере? Открывая круглый стол «Супервычисления и прорывные технологии» в рамках «Марчуковских научных чтений», заместитель председателя СО РАН академик Василий Михайлович Фомин сказал: «Гурий Иванович был настолько разносторонним ученым, что занимался почти буквально всем». Тут же модератор задал тему дискуссии: «Как вы относитесь к популярному сегодня суждению о том, что всё можно моделировать и рассчитать — любой процесс, любую конструкцию?».

К ответу на это вопрос участники круглого стола шли разными путями.  Член-корреспондент РАН Василий Николаевич Лыкосов из Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН рассказал о разнице в подходах к моделированию погоды и климата: обе задачи впервые были сформулированы Гурием Ивановичем в 1973 году. «Модель метеопрогноза создается на основе задачи Коши, а климата — задачи без начальных условий, для прогностических расчетов есть ограничения по длительности процесса, для климатических — можно сказать, что нет», — пояснил ученый. Он отметил, что задачи моделирования климата имеют национальное значение: «Никто в мире за нас не будет рассчитывать будущую засушливость и урожайность в Сибири». Тема вызвала интерес, и Василий Лыкосов отвечал на вопросы о климатическом оружии («Теоретическая возможность направленного воздействия на климат тоже изучается в нашем институте, но в ближайшее время это вряд ли возможно») и о глобальном потеплении («Это данность, которая проявляется неравномерно, пятнами — прежде всего, в Арктике и средних широтах»).

Окружающая среда в более широком понимании также стала объектом применения вычислительных методов. Доктор физико-математических наук Владимир Викторович Пененко из Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН рассказал о том, как комплексное моделирование помогло по экологическим соображениям отклонить реализацию проекта «Золотое кольцо» по созданию сети атомных электростанций вокруг Москвы: «Окончательное решение было принято в феврале 1986 года, а 26 апреля случился Чернобыль».  Два других примера масштабных моделей в интересах экологии, приведенных Владимиром Пененко, касались защиты Байкала в современных условиях: комплексные расчеты необходимости переноса трассы трубопровода «Восточная Сибирь — Тихий Океан» и рисков антропогенного загрязнения озера и отдельных его ареалов.   Математическое моделирование участники круглого стола рассматривали, прежде всего, как научный метод, способный придать исследованиям принципиально иное качество. Руководитель филиала «КТИ прикладной микроэлектроники» Института физики полупроводников им А.В. Ржанова СО РАН кандидат технических наук Константин Сергеевич Журавлев рассказал о появлении нового направления — радиофотоники: «Это симбиоз фотоники и СВЧ-электроники, который оказался почти невозможен без численных моделей». Заведующий центром коллективного пользования «Биоинформатика» в новосибирском Академгородке Николай Леонтьевич Подколодный визуально продемонстрировал, в какую сложную систему складываются задачи по отображению в базах данных разных живых систем, от геномных ДНК и супрамолекулярных композиций до организмов и биоценозов.    «Применение математического моделирования дает экономию порядка 40 % при подготовке любого технологического проекта и ускоряет её минимум в два раза», — считает член-корреспондент РАН Владимир Викторович Шайдуров из Института вычислительного моделирования (ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН). Проректор НГУ профессор Сергей Кузьмич Голушко в качестве примера привел создание композитных материалов для авиапрома, когда в итоге требуется не простой расчет прочности, а прогнозирование поведения целостной конструкции по множеству показателей. «Конструкция из композита с математической точки зрения — это большое количество малых параметров. Без хороших, современных численных методов здесь не обойтись. Но нам понадобился примерно год, чтобы научиться разговаривать на одном языке с экспериментаторами», — поделился С. Голушко.    Директор Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН профессор РАН доктор физико-математических наук Сергей Валерьевич Головин говорил о задачах моделирования гидроразрыва пласта — технологического приема, особо актуального в условиях падающей добычи углеводородов и необходимости разработки новых видов их источников (Баженовская свита). «Рынок программных симуляторов гидроразрыва традиционно ориентировался на производителей из США, и в условиях санкций остро встала проблема разработки российских продуктов», — сказал С. Головин. — Четыре министерства через фонд «Сколково» объявили конкурс «Кибер ГРП», и 21 июня 2017 года его выиграл консорциум, в который входят Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Институт вычислительных технологий СО РАН и наш институт. Технология по определению предполагается прорывной, мы должны обогнать весь мир». Вместе с коллегами из Сколтеха, Санкт-Петербургского технического университета и Российского университета нефти и газа им. И.М. Губкина сибирским ученым предстоит решать задачу на трех уровнях: создать программное обеспечения для ноутбука инженера промыслов, для облачной системы и «научный» симулятор. «Честно говоря, мы играем отчасти на чужом поле, — заметил Сергей Головин. — Нам хотелось бы сосредоточиться только на третьем уровне, а придется заниматься всеми сразу, вторгаясь в область, более привычную для коммерческих компаний».    Коммерциализация и стала наиболее острой темой круглого стола «Супервычисления и прорывные технологии».  «Наша главная беда — неумение превращать математические модели в пригодные для рынка программные продукты», — констатировал академик В.М. Фомин. «Многие алгоритмы численного моделирования — это «ручная работа», которая зачастую не собрана воедино и может умереть вместе со своим создателем», — добавил С.В. Головин. Заместитель директора компании UniPro Юлия Эдуардовна Данилова считает плодотворным сотрудничество академических институтов с программистскими фирмами: «То, что разрабатывают ученые, мы вполне можем упаковать в продукты. С ИЦиГом такая работа уже началась. При взаимном желании создаются малые консорциумы и получают результаты». «Нужно создавать конечную отчуждаемую технологию — полностью документированную, которой смогут воспользоваться другие люди», — подытожил заместитель директора ИВМ РАН член-корреспондент РАН Юрий Викторович Васильевский.     Директор Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН член-корреспондент РАН Сергей Игоревич Кабанихин обратил внимание на недостаточное внимание в математическом образовании к решению применяемых в моделировании обратных задач: «Экономика 4.0 будет уже полностью цифровой, об этом говорили на последнем “Технопроме”, — сказал он.— Для всех технологий, в которых нам необходимо преодолеть отставание, требуется создавать собственное программное обеспечение и соответственно готовить специалистов. Предмет обратных задач нужно вводить не на пятом, а на третьем курсе, и в корне менять весь образовательный процесс».   Советник председателя СО РАН доктор физико-математических наук Геннадий Алексеевич Сапожников предложил проработать идею создания в новосибирском Академгородке нового Центра цифровых технологий с участием академических институтов, НГУ и профильных резидентов Технопарка. «Это важно в свете требований Владимира Владимировича Путина о переходе к цифровой экономике, — сказал Г. Сапожников, — и первым шагом мог бы стать соответствующий доклад на заседании президиума Сибирского отделения РАН».   Андрей Соболевский