План по спецкурсам и ЕНС для студентов, обучающихся на кафедре:
Подробная информация доступна на сайте факультета — Учебные планы
Физико-химические процессы в газовой динамике
Physical and chemical processes in gas dynamics
Спецкурс, 1 год, по выбору кафедры (3 курс), лектор: А.Н. Якунчиков, рабочая программа: скачать
Изучаются современные проблемы газовой динамики и теплообмена, которые требуют учета гомогенных и гетерогенных химических реакций, каталитических свойств поверхности твердого тела, неравновесного возбуждения внутренних степеней свободы в молекулах газа, термического разрушения обтекаемых покрытий и других процессов, проявляющихся в задачах высокоскоростного обтекания. Последовательно выводится замкнутая система уравнений для описания течения вязкой теплопроводной многокомпонентной смеси реагирующих газов. Отдельное внимание уделяется моделированию поверхностных физико-химических процессов, таких как адсорбция-десорбция, поверхностная диффузия и рекомбинация, в связи с их существенным влиянием на тепловой поток к обтекаемой поверхности.
Основы кинетической теории газов
Basis of kinetic theory of gases
Спецкурс, 1 год, по выбору кафедры (4 курс), лектор: А.Н. Якунчиков, рабочая программа: скачать
В курсе изучаются основы кинетической теории газов, выводится уравнение Больцмана и его основные свойства: инварианты межмолекулярных столкновений, макроскопические законы сохранения и H-теорема. Показывается, как методом разложения уравнения Больцмана по малому параметру оно сводится к уравнениям механики сплошной среды. Рассматривается несколько классических задач кинетической теории, обсуждается постановка корректных начальных и граничных условий для уравнения Больцмана. Рассматриваются теоретические подходы к описанию рассеяния молекул при столкновениях между ними в газовой фазе и с поверхностью твердого тела, учитывающие нарушение равновесия распределения энергии между внутренними и внешними степенями свободы. Обсуждаются существующие методы решения уравнения Больцмана, отдельное внимание уделено современным численным методам и актуальным постановкам задач.
Неравновесная термодинамика
Nonequilibrium thermodynamics
Спецкурс, 1/2 года, по выбору кафедры (5 курс, осенний семестр), лектор: А.Н. Якунчиков, рабочая программа: скачать
Последовательно излагаются основы термодинамики равновесных процессов, основные постулаты, методы и важнейшие приложения. Вводятся исходные положения неравновесной термодинамики и выводится полная система уравнений для описания течения вязкой теплопроводной многокомпонентной смеси реагирующих газов и варианты корректных граничных условий. Обсуждается вид уравнений переноса, получаемых в термодинамике линейных необратимых процессов, а также основы нелинейной термодинамики.
Основы физико-химической газовой динамики
Fundamentals of physical and chemical gas dynamics
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента (весенний семестр), лектор: А.Н. Якунчиков, рабочая программа: скачать
В курсе изучаются математические модели гомогенных и гетерогенных химических реакций для учета данных процессов в задачах газовой динамики. Выводится замкнутая система уравнений для описания течения вязкой теплопроводной многокомпонентной смеси реагирующих газов. Отдельное внимание уделяется моделированию поверхностных физико-химических процессов, таких как адсорбция-десорбция, поверхностная диффузия и рекомбинация.
Метод событийного молекулярно-динамического моделирования
Event-driven molecular dynamics
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента/аспиранта (весенний семестр), лектор: А.Н. Якунчиков, рабочая программа: скачать
Изучаются возможности подхода событийного молекулярно-динамического моделирования при решении задач динамики разреженного газа. Даны теоретические основы метода, описаны особенности программной реализации алгоритма событийного моделирования. Возможности метода демонстрируются на примерах задач о течении разреженного газа в широком диапазоне чисел Кнудсена, в том числе смесей газов, в областях с подвижными или изменяющимися границами с учетом вращательных степеней свободы в многоатомных молекулах. Особое внимание уделено получению слушателями практических навыков по постановке задач, заданию начальных и граничных условий, проведению расчетов на современных суперкомпьютерных мощностях МГУ, а также обработке и визуализации результатов. Курс рассчитан на студентов и аспирантов, освоивших основы механики сплошных сред и основы кинетической теории газов.
Методы атомистического моделирования в механике деформируемого твердого тела, жидкости и газа
Atomistic simulations of condensed matter, gas and fluids
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента/аспиранта (осенний семестр), лектор: И.А. Брюханов, рабочая программа: скачать
В последнее время для решения задач механики деформируемого твердого тела, жидкости и газа широко используются методы атомистического моделирования. При использовании этих методов среда представляется совокупностью атомов, взаимодействующих друг с другом, движение которых происходит по закону Ньютона. В спецкурсе систематически излагаются основы методов молекулярной динамики и статики. Рассматриваются различные типы межатомных взаимодействий и применение их для описания конкретных типов сред. Обсуждается компьютерная реализация этих методов. Описываются возможности методов молекулярной динамики и статики для определения механических свойств твердых тел, ударно-волнового нагружения материалов, моделирования течения газа и жидкостей на различных масштабных уровнях. Практические занятия курса проводятся с использованием пакета с открытым исходным кодом LAMMPS (https://lammps.sandia.gov).
Физические основы и модели пластической деформации и упрочнения металлов и сплавов
Physical basics and models of plastic deformation and hardening of metals and alloys
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента/аспиранта (весенний семестр), лектор: И.А. Брюханов, рабочая программа: скачать
Цель данного курса познакомить слушателя с методами моделирования пластических свойств твердых тел. Визуально многие материалы выглядит одинаково, например, сплавы меди имеют желтоватый оттенок и блестят. Однако, механические свойства материалов, имеющих один и тот же состав, могут сильно отличаться друг от друга, так как материалы могут иметь разную внутреннюю структуру. С помощью микроскопа можно увидеть, что металлический образец состоит из множества многогранников, называемых зернами или кристаллитами. Каждое зерно имеет кристаллическую решетку, то есть повторяющая в пространстве последовательность атомов. В реальности эта решетка является неидеальной, в ней содержится множество различных дефектов, таких как вакансии, дислокации, двойники. Тип решетки, количество дефектов и их кинетика существенно влияет на механические характеристики материалов, поэтому актуальна задача предсказания поведения материала с известной внутренней структурой.
В данном курсе описываются основные компоненты структуры различных материалов, границы зерен, дислокации, включения, которые определяют пластические свойства материалов. Систематически излагаются основные свойства дислокаций: поля внутренних напряжений, деформаций и перемещений, механизмы движения и размножения, численные методы моделирования динамики дислокаций. Описывается связь между динамикой дислокаций и пластической деформацией твердых тел. Проводится обзор основных континуальных моделей дислокационной пластичности.
Python для анализа данных и введение в методы машинного обучения
Python for data analysis and introduction to machine learning methods
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента/аспиранта (весенний семестр), лектор: А.М. Русинова, рабочая программа: скачать
В данном курсе изучаются основные структуры данных языка Python, базовые библиотеки, с помощью которых слушатель научится основам статистической обработки и анализа данных. Особое внимание уделено работе с табличными данными и методам наглядной, в том числе интерактивной, визуализации. Также слушатели познакомятся с некоторыми методами машинного обучения и смогут приступить к построению моделей в рамках своих научных проектов.
Задачи компьютерного зрения
Computer vision, best practices
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента/аспиранта (осенний семестр), лектор: Т.В. Воронова, рабочая программа: скачать
В курсе изучаются основные методы решения практических задач компьютерного зрения. В первой части дается обзор методов «низкоуровневого» зрения, которые используются в анализе изображений наряду с нейросетевыми технологиями. Далее вводятся базовые понятия теории нейронных сетей, рассматриваются примеры современных сетей, активно использующиеся в практических задачах компьютерного зрения: multi task learning, обучение с подкреплением (reinforcement learning), механизм attention в dl, сети-трансформеры, генеративные состязательные сети, сиамские нейронные сети. Изучаются способы применения перечисленных подходов в практических задачах скелетизации (выделения ключевых точек на теле человека), устранения шумов, распознавания и трекинга объектов на видео, синтеза изображений. Завершающая часть курса посвящена вопросам оптимизации работы нейронных сетей. Все практические примеры сопровождаются демонстрационным кодом для обучения и применения моделей.
Python для анализа данных и введение в методы машинного обучения
Python for data analysis and introduction to machine learning methods
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента/аспиранта (весенний семестр), лектор: Т.В. Воронова, рабочая программа: скачать
В курсе изучаются конструкции языка Python, типы и структуры данных, функции, подходы объектно-ориентированного и функционального программирования, особенности реализации Python. Слушатель научится применять навыки программирования на Python для построения предиктивных моделей машинного обучения («с учителем» и «без учителя»), применения функций статистики и визуализации данных, базовой работы с нейросетями. Курс ориентирован на практику и позволит слушателям сразу приступить к работе с данными и построению моделей в рамках своих научных проектов.
Введение в конструкцию самолета
Introduction to plane construction
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента (осенний семестр), лекторы: А.М. Котельников, В.Г. Плотников, Б.Е. Троценко, А.Н. Якунчиков, рабочая программа: скачать
Изучаются основные элементы конструкции самолета, структурная схема самолета, классификация самолетов, силы, действующие на самолет в полете, перегрузки в различных условиях полета, нагрев самолета, нормы прочности самолета, конструкционные материалы и их свойства, ограничения скорости полета по условиям прочности, область применения самолетов, основные факторы, влияющие на конструкцию самолета. Лекции проводятся с привлечением специалистов ведущих инженерных центров в области авиастроения.
Конструкция самолета
Plane construction
Спецкурс, 1/2 года, по выбору студента (весенний семестр), лекторы: А.М. Котельников, В.Г. Плотников, Б.Е. Троценко, А.Н. Якунчиков, рабочая программа: скачать
Углубленный курс, рассчитанный на слушателей, знакомых с основными элементами конструкции самолета. Изучается конструкция крыла, назначение крыла и требования к нему, подвижные части крыла и оперение, фюзеляж, шасси, системы управления самолетом, силовая установка, жесткость конструкции. Рассматриваются технологические процессы в самолетостроении. Лекции проводятся с привлечением специалистов ведущих инженерных центров в области авиастроения.
Научно-исследовательский семинар по многомасштабному моделированию
Спецсеминар для студентов 3 и 4 курса, преподаватели: Р.Ф.Ганиев, А.Н.Якунчиков, А.А.Крупнов, И.А.Брюханов, В.В.Косьянчук, рабочие программы: НИС для студентов 3 курса, НИС для студентов 4 курса
Студенческий научно-исследовательский семинар кафедры ИМПМ посвящен знакомству студентов с современными численными методами решения задач механики жидкости и газа и механики деформированного твердого тела на разных масштабных уровнях описания среды ‒ от молекулярного до континуального. Семинар проводится в форме совместного обсуждения студентами и преподавателями заявленной темы, а также самостоятельных выступлений студентов с докладом, защиты результатов практических заданий (программного кода, результатов расчета учебных задач) и обзоров литературы по обсуждаемой теме за последние годы. Семинар проводится на 3 и 4 курсе, рассматриваются методы механики сплошной среды, методы кинетической теории газов, методы молекулярной динамики.