Секция посвящена проблемам моделирования процессов и вычислительной математике
Контакты: fadeev.ryu@mipt.ru
Формат проведения:
Дата и время проведения:
Место проведения:
В работе рассматривается несколько реализаций метода кригинга для интерполяции данных наблюдений в задачах моделирования состояний морских акваторий. Проведенный сравнительный анализ позволил сделать вывод о том, что универсальный кригинг является предпочтительным методом для восстановления крупных и сложных областей пропусков данных благодаря особенностям метода. Для пропусков малого размера универсальный и обычный кригинг дают сопоставимые результаты.
В данной работе исследовалось применение сверточной нейронной сети архитектуры Unet для прогнозирования температуры поверхности Мирового океана и ее сравнение со статистическими методами прогнозирования. По результатам было выяснено, что использование нейронной сети повышает точность прогнозирования на 15% по сравнению с самым точным из статистических методов.
Данная работа нацелена продемонстрировать текущие результаты реализации динамического ядра на GPU на примере трёхмерной гидростатической модели атмосферы. В рамках работы будут представлены основные сложности реализации, а также исследования эффективности и масштабируемости на одном вычислительном GPU-узле: сравнение CPU/GPU, сильная и слабая масштабируемость, сравнение времени вычислений в одинарной и двойной точностях.
В работе рассматривается система с линейной топологией из N узлов типа M/M/1/N. Показано, что поток запросов между узлами является коррелированным. Получены межконцевая задержка и вероятность потерь с помощью методов аппроксимации потоков между узлами системы и имитационного моделирования. Приведены численные примеры.
Работа посвящена решению задачи периодизации ограниченного метрического графа, полученного на основе топологии воксельного изображения порового пространства керогена. Для достижения поставленных целей предлагается двухэтапный метод численной оптимизации: подбор оптимального расстояния между границами графа и добавление ребер с сохранением статистик эталонного графа. В качестве меры качества используется метрика хи-квадрат, способ оптимизации метрики — генетический алгоритм.
В работе исследуется конфигурационно-зависимая динамическая жесткость промышленного манипулятора. Предложена гибридная модель, в которой статическая жесткость, рассчитанная по модели виртуальных пружин. Она дополняется обучаемым множителем, аппроксимируемым гауссовским процессом. На основе экспериментальных данных показано, что такой подход повышает точность прогнозирования по сравнению с чисто физическими и чисто статистическими моделями.
В работе представлена гибридная модель транспорта лимфы в лимфоузле, объединяющая 3D-модель гидродинамики и нейросетевое моделирование. Нейросетевая модель с высокой точностью воспроизводит интегральные характеристики лимфодинамики, сокращая время расчета до миллисекунд, что позволяет моделировать лимфатическую систему мыши в реальном времени.
В работе рассматриваются методы обнаружения сингулярностей в вычислительных технологиях математического моделирования в задачах химической кинетики. Фактор сингулярностей в вычислительных технологиях проявляется в том, что начальные условия и параметры кинетических уравнений химических реакций обусловлены неопределённостью различного характера. Это проявляется в логических и алгоритмических схемах процедур вычислительных технологий построения численных решений задачи.
Доклад посвящен использованию оптимальных возмущений для исследования развития неустойчивости, вызванной локальной шероховатостью, в пограничном слое стреловидного крыла.
Работа посвящена анализу проблемы технологической пригодности конструкций, получаемых методами топологической оптимизации. Несмотря на значительный прогресс в развитии алгоритмов структурной оптимизации, вопросы последующей реконструкции и параметризации геометрии зачастую остаются без должного внимания. В работе рассматриваются методы преобразования результатов оптимизации в параметрические модели и подходы к учёту требований технологичности на этапе оптимизации.
В докладе рассматривается постановка задачи о крупномасштабной динамике морского льда, характерная для моделей, используемых для долгосрочного прогноза погоды атмосферы и океана. Особое место уделено описанию наработок, интегрированных в отечественную климатическую модель, развиваемую в ИВМ РАН.
Доклад сосредоточен исключительно на механике движения ледового покрова, без рассмотрения термодинамических процессов, протекающих в соленом льду и вышележащем снежном слое.
В работе предлагается численная схема для расчета распространения электромагнитных волн в диэлектрических средах на основе метогда граничных интегральных уравнений. Идея алгоритма состоит в построении регулярной сетки вокруг диэлектрического тела и дискретизации интегрального уравнения методом Галёркина. Полученная матрица системы линейных уравнений имеет специальную трижды блочно-тёплицеву структуру, учет которой делает схему эффективной с точки зрения как времени работы, так и затрат памяти.
Рассматривается задача о росте тромба в кавернах, актуальная для предсказания рисков осложнений при установке имплантов. Показывается, что простая феноменологическая модель тромбообразования позволяет достаточно точно воспроизвести результаты реальных in vitro экспериментов.
Работа посвящена разработке мультикомпартментной математической модели транспорта лимфы в организме мыши. Для описания гидродинамики предложен подход, учитывающий биомеханику лимфангионов: эластичность стенок, работу клапанов и активные сокращения. В единую структуру интегрированы модели последовательных соединений сосудов и различных конфигураций анастомозов, что позволяет воспроизвести динамику потока на уровне целого организма.
В докладе исследуется зависимость межгодовой изменчивости уровня океана в зависимости от применяемой версии модели океана INMOCEAN. В ходе модернизации модели Земной системы ИВМ РАН в модель океана INMOCEAN были внесены изменения в алгоритмы переноса скаляров, горизонтальных составляющих скорости, расчета силы Кориолиса и уровня океана. Различные версии модели INMOCEAN тестировались в экспериментах, осуществленных по протоколу CORE-II.
В работе рассматривается задача восстановления максимума электронной концентрации (который однозначно определяет критическую частоту foF2) по данным полного электронного содержания (TEC). Используемый метод градиентного бустинга Catboost с высокой точностью предсказывает foF2, что подтверждает эффективность применения машинного обучения для восстановления ключевых характеристик ионосферы.
Исследование посвящено оценке воспроизведения крупномасштабных мод циркуляции и тихоокеанских осцилляций в модели Земной системы ИВМ РАН. Показано, что новая версия модели (INM-CM6) существенно улучшает их возпроизведение по сравнению с предыдущей конфигурацией модели.
Предложен новый способ предобуславливания линейных систем, возикающих при дискретизации уравнений Максвелла. Способ основан на использовании декомпозиции области и минимизации отражений волн от границ подобластей.
В докладе рассматриваются негравитационные чёрные дыры — объекты конечной длины, переводящие энергию волны из одного спектра в исключительно другой. Описан принцип работы и практическое применение звуковой, вибрационной и оптической негравитационных чёрных дыр. Разработано программное обеспечение, с помощью которого проведено моделирование оптической негравитационной чёрной дыры в виде рога Вуда.
Работа посвящена разработке и тестированию численных решателей систем обыкновенных дифференциальных уравнений, основанных на L-устойчивых одношаговых (m, k)-методах третьего и четвёртого порядков аппроксимации, специализирующихся на решении жёстких систем.
В рамках работы будет представлен программный пакет решателей постоянного и переменного шагов с исследованием точности и скорости работы этих алгоритмов на различных задачах.
Работа посвящена эффективным методам выбора хорошо обусловленной репрезентативной подматрицы на основе сэмплинга по объему. Мы предлагаем новые алгоритмы дерандомизации и сэмплинга, обладающие низкой асимптотической сложностью и строгими теоретическими гарантиями. Практическая значимость подходов подтверждена при решении уравнения Аллена-Кана методом DLRA-DEIM, где они показали меньшую ошибку по сравнению со стандартным алгоритмом QDEIM.
В работе рассматривается задача восстановления параметров ленты Мёбиуса по облаку точек. Исследуются ленты, полученные равномерным закручиванием полосы постоянной ширины вокруг осевой окружности. Предложен метод оценки геометрических параметров поверхности, в котором для устойчивости к шуму используется модифицированный алгоритм RANSAC. Проведено экспериментальное исследование точности этого метода при гауссовом шуме.
Работа посвящена моделированию распространения электрического возбуждения в анизотропной среде миокарда на основе уравнения эйконала. Реализован численный решатель на неструктурированных тетраэдральных сетках с использованием вычислительного фреймворка INMOST. Полученные результаты демонстрируют корректное распространение фронта возбуждения и возможность эффективного моделирования электрической активации миокарда.
Данная работа берёт за основу программу расчёта QFR - метода неинвазивной оценки степени стеноза сосуда. По двум снимкам ангиографии сосуда строится его трехмерная модель, по которой оценивается степень стеноза. Однако в данный момент процесс трехмерной реконструкции может приводить к неточным и неестественным результатам. В работе предлагаются улучшения алгоритма реконструкции для повышения точности и устойчивости метода.