О Т Ч Е Т
О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
РОССИЙСКОЙ
АКАДЕМИИ НАУК
в 2003 году
Основные
исследования и разработки
научных учреждений РАН,
готовые к практическому
применению
О Т Ч Е Т
О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
РОССИЙСКОЙ
АКАДЕМИИ НАУК
в 2003 году
Основные исследования
и разработки
научных учреждений РАН,
готовые к практическому
применению
МОСКВА 2004
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий Отчет о деятельности Российской академии наук в 2003 году представляет собой перечень основных законченных в отчетном году исследований и разработок, выполненных научными организациями Академии. Приведенные здесь разработки могут быть использованы в различных отраслях техники, производства, в социальной сфере.
Перечень исследований и разработок, готовых к практическому применению, имеет целью привлечь внимание потребителей научной продукции - производственных предприятий, конструкторских и исследовательских организаций, а также потенциальных инвесторов к научно-техническому и технологическому заделу, который имеется в Российской академии наук. Практическая реализация результатов фундаментальных исследований как важнейший элемент инновационного процесса повышает конкурентоспособность отечественной продукции, и, вместе с тем, решает проблему востребованности науки.
В перечень включены разработки практически по всем направлениям математических, естественных и технических наук, а также некоторые работы обществоведческого и гуманитарного характера, выполненные в научных организациях РАН, а также членами Академии и возглавляемыми ими коллективами - в других научных организациях. Основная часть разработок относится к технологии материалов, химической промышленности, информационной и телекоммуникационной сфере, топливно-энергетическому и машиностроительному комплексам, агропромышленному комплексу, биотехнологии, экологии, здравоохранению и медицине, образованию.
Для удобства пользования перечнем в конце помещен отраслевой указатель результатов исследований и разработок. Поскольку многие из них могут найти применение в нескольких отраслях практики, они показаны в нескольких разделах отраслевого указателя.
Отчет подготовлен Научно-организационным управлением РАН на основе материалов, представленных отделениями РАН по областям и направлениям науки.
1.МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
-
Трехмерная модель прогноза погоды
(ИВМ РАН)
Создана вычислительно эффективная полулагранжева трехмерная модель численного прогноза погоды. Отличительными особенностями данной модели являются применение компактных разностей четвертого порядка на несмещенной сетке для аппроксимации неадвективных слагаемых и использование вертикальной компоненты абсолютного вихря и дивергенции в качестве прогностических переменных.
Модель принята к испытаниям в Гидрометцентре Российской Федерации.
-
Надежность технических объектов
(ВЦ РАН, НПО им. Лавочкина)
Разработаны математические модели и алгоритмы прогнозирования показателей надежности технических объектов, изготовленных в единственном экземпляре или малой серией. Полученный результат открывает возможность оценки надежности объектов космической техники, ядерных установок и других уникальных объектов на этапе отработочных испытаний. При этом достигается значительное сокращение объемов испытаний и снижаются затраты на их проведение.
-
Математические модели для проектирования генеральных схем освоения морских месторождений нефти и газа
(ВЦ РАН)
Разработаны математические модели основных этапов проектирования генеральных схем освоения морских месторождений нефти и газа в различных условиях. Введено понятие информационных ситуаций, характеризующих различные стадии изученности и проработки данных. Построена иерархическая структура таких ситуаций, а также соответствующих им моделей, алгоритмов и методов исследования. Проанализирована структура решений и разработаны алгоритмы решения задач зонирования и размещения. Приведена архитектура компьютерных систем формирования и оценки стратегий освоения морских месторождений. Особое внимание уделено описанию ориентированных на проектировщика интерактивных интерфейсов поддержки принятия решений.
-
Математические модели и алгоритмы для координированного управления потоками транспорта
(ВЦ РАН)
Получены новые математические модели и разработаны эффективные вычислительные алгоритмы для решения задачи синтеза оптимального координированного управления потоками транспорта в сети городских дорог.
Работа предназначена для внедрения в систему управления «Старт», используемую при организации дорожного движения в городе Москве.
-
Пакет прикладных программ REACTOR-P
(ИПМ РАН)
Разработана новая версия пакета прикладных программ REACTOR-P, в котором использованы последние достижения в области DVM-технологии, интерфейса пользователя и моделировании нейтронно-физических процессов в ядерных реакторах.
Пакет ориентирован на параллельные ЭВМ кластерного типа.
Пакет активно внедряется в производственные расчёты ГНЦ РФ ФЭИ.
-
Комплекс программ РАДУГА-5
(ИПМ РАН)
Комплекс программ разработан для математического моделирования радиационных полей на суперэвм МВС-1000/М.
Подготовлен к передаче в опытную эксплуатацию в ГНЦ ФЭИ, РНЦ КИ и ФГУП НИКИЭТ.
-
Математические модели в медицине
(ИАП РАН, РИЦКИ, МФТИ, ГВК госпиталь им. Н.Н.Бурденко, МГУ)
Разработаны варианты математического описания типичных эффектов феномена Бейлиса авторегуляции кровяного давления головного мозга на основе квазиодномерной системы уравнений гемодинамики. Разработана математическая модель процесса тромбообразования с учетом гипотезы о переключении активности тромбина. При моделировании воздействия акустических волн на сетчатку и роговицу глаза установлены режимы работы лазера , приводящие к поражению участков сетчатки или pоговицы.
-
Распределенная информационно-вычислительная среда на основе технологии GRID
(ЦНТК РАН, ИСП РАН, МГУ, ФГУП «НИИ «Квант»)
Разработана архитектура распределенной гетерогенной сетевой информационно-вычислительной среды на базе технологии GRID-систем. Созданы программные средства и реализован полнофункциональный полигон сетевой среды. Разработаны модели, алгоритмы и их программная реализация на базе открытой T-системы (OpenTS), позволяющие эффективно решать задачи полномасштабного мониторинга состояния систем управления ресурсами и заданиями.
-
Автоматизированная поисковая система информационного обеспечения
(ЦНТК РАН, МГУ, ФГУП НИИ «Квант»)
Разработана концептуальная модель и архитектура крупномасштабной автоматизированной системы информационного обеспечения, способной с приемлемой скоростью проводить поиск и тематический мониторинг слабоструктурированных документов в «сверхбольших» хранилищах данных. Сочетание традиционных подходов, основанных на анализе формальных лингвистических характеристик документов, и новых методов, учитывающих логическую структуру документов, гипертекстовые связи, схемы хранения и способы использования, обеспечивает высокую функциональность создаваемой системы.
-
Тестирование программных систем
(ИСП РАН)
Разработаны методики, инструменты и технологии, предназначенные для тестирования широкого класса программных систем. Использован новый подход к тестированию распределенных и параллельных систем и метод построения тестов программ, работающих со сложными структурами данных, являющийся расширением разработанного ранее метода тестирования компиляторов.
Разработанные технологии внедрены в ряде зарубежных и российских компаний.
-
Навигация автономного летательного аппарата
(ИММ УО РАН)
Разработана математическая модель задачи навигации автономного аппарата по геофизическому полю и его фрагменту, достаточно полно учитывающая реальную обстановку, в частности, его ориентацию в пространстве. Предложен и теоретически обоснован метод ее решения на основе наилучшей с навигационной точки зрения аппроксимации информационного поля обобщенными полиномами.
-
Модернизация и оптимизация подсистем суперкомпьютера
(МСЦ РАН)
Проведены исследования и разработки по модернизации и оптимизации подсистем суперкомпьютера МВС-1000М: усовершенствована система управления прохождением заданий пользователей, добавлены механизмы работы с локальной дисковой памятью; установлены и адаптированы новые версии программного обеспечения, поддерживающего работу быстродействующей коммуникационной среды Myrinet; произведена модернизация ОС RedHat Linux до версии 7.2 на всех узлах решающего поля, полностью обновлено системное программное обеспечение на узлах СК и управляющих ЭВМ; произведена экспериментальная апробация взаимодействия с внешней системой хранения данных.
-
Кластерные суперкомпьютерные системы
(МСЦ РАН)
Разработан проект создания, технический облик, проведен анализ масштабируемости математического обеспечения и проведено макетирование суперкомпьютера с производительностью до 15 Терафлопс. Реализация проекта закрепит достигнутые лидирующие позиции в области суперкомпьютерных вычислений, позволит перейти на новый уровень моделирования и решения сложных задач важнейших научных направлений фундаментальных и стратегических исследований. Исследованы кластерные вычислительные системы и проведено тестирование на задачах пользователей с использованием процессоров AMD Athlon, AMD Opteron, Sun UltraSparc, Intel Itanium-2, IBM Power-4, Intel Xeon.
-
Иерархические системы информации
(МСЦ РАН)
Проведены исследования различных параллельных файловых систем, на основе которых разработана иерархическая система хранения информации для высокопроизводительных кластерных систем пиковой производительностью до 15 миллиардов операций в секунду. Суперкомпьютер МВС-1000М подключен к иерархической системе информации посредством восьми узлов ввода-вывода с помощью нескольких высокоскоростных каналов с максимальной скоростью доступа к данным до 3.2 ГБ в секунду, что позволит при поддержке параллельной файловой структуры существенно повысить эффективность обработки данных (более чем в 8 раза) на многопроцессорных кластерных системах.
|
