Вычислительное моделирование: от квантовых частиц до больших данных
Почти любая современная научная задача — создание нового сплава, прогноз распространения эпидемии, оценка изменения климата, поиск месторождений нефти или проектирование космического аппарата — не обходится без вычислительного моделирования. Это мощный инструмент, который позволяет воссоздать сложнейшие процессы на компьютере, чтобы понять их природу, спрогнозировать развитие и найти оптимальное решение.
В России одним из ключевых центров компетенций в этой области является Институт вычислительного моделирования СО РАН (ИВМ СО РАН) в Красноярске. Институт с 50-летней историей (основанный в 1975 году как Вычислительный центр) сегодня является флагманом в области математического моделирования для разных секторов науки и экономики.
Чем занимается институт?
ИВМ СО РАН ведет работы в следующих направлениях:
1. Математическое моделирование природных, социальных и технологических процессов с применением суперкомпьютеров.
2. Теоретическое и экспериментальное обеспечение разработки перспективных космических технологий.
3. Создание информационно-управляющих систем на стыке анализа данных, геоинформатики и поддержки принятия решений.
Этими направлениями занимаются восемь научных отделов института: от вычислительной физики и механики деформируемых сред до технологий мониторинга природной среды и прикладной информатики.
Не теория, а практика: реальные кейсы
Сила института — в умении применять фундаментальные исследования в решении прикладных задач. Это иллюстрируют следующие практические примеры.
Сейсморазведка
Сотрудники института работали с предприятием, создающим импульсные сейсмоисточники — альтернативу взрывным методам разведки полезных ископаемых. Задача состояла в математическом моделировании работы этих установок для повышения их эффективности и экологической безопасности.
Космическое приборостроение
Специалисты ИВМ решали задачи анализа и оптимизации тепловых режимов для космических аппаратов, включая вибрационные нагрузки. При выводе спутника на орбиту он подвергается колоссальным нагрузкам, а на орбите – перепадам температур в две сотни градусов. Поэтому важно смоделировать их воздействие, чтобы гарантировать сохранность оборудования и надежность его работы.
Обработка big data
Институт выполнял проект по анализу конфиденциальных данных нефтеразведки. Успешное решение задачи привело к предложению от промышленников создать на базе ИВМ до 200 рабочих мест для постоянной обработки подобной информации, что говорит о высоком уровне доверия к компетенциям красноярских ученых. Огромный объем работы направлен на сбор, обработку и использование для прогнозов больших данных в направлении экологии.
Подготовка кадров и взгляд в будущее
При ИВМ СО РАН уже несколько лет успешно работает Красноярский математический центр, ключевая задача которого — подготовка научных кадров высшей квалификации в области прикладной математики именно для реального сектора экономики.
Институт вычислительного моделирования СО РАН — яркий пример того, как глубокие фундаментальные знания, помноженные на мощные вычислительные ресурсы и ориентацию на практику, позволяют решать задачи, определяющие будущее в разных областях: от медицины и экологии до космоса и высоких технологий.
Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Такая интеграция позволит быстрее внедрять перспективные методы в практику. Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Контакты Института:
660036, г. Красноярск, Академгородок, 50, стр. 44
Тел.: +7 (391) 243-27-56
E-mail: sek@icm.krasn.ru
Сайт: icm.krasn.ru/
#НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки
Почти любая современная научная задача — создание нового сплава, прогноз распространения эпидемии, оценка изменения климата, поиск месторождений нефти или проектирование космического аппарата — не обходится без вычислительного моделирования. Это мощный инструмент, который позволяет воссоздать сложнейшие процессы на компьютере, чтобы понять их природу, спрогнозировать развитие и найти оптимальное решение.
В России одним из ключевых центров компетенций в этой области является Институт вычислительного моделирования СО РАН (ИВМ СО РАН) в Красноярске. Институт с 50-летней историей (основанный в 1975 году как Вычислительный центр) сегодня является флагманом в области математического моделирования для разных секторов науки и экономики.
Чем занимается институт?
ИВМ СО РАН ведет работы в следующих направлениях:
1. Математическое моделирование природных, социальных и технологических процессов с применением суперкомпьютеров.
2. Теоретическое и экспериментальное обеспечение разработки перспективных космических технологий.
3. Создание информационно-управляющих систем на стыке анализа данных, геоинформатики и поддержки принятия решений.
Этими направлениями занимаются восемь научных отделов института: от вычислительной физики и механики деформируемых сред до технологий мониторинга природной среды и прикладной информатики.
Не теория, а практика: реальные кейсы
Сила института — в умении применять фундаментальные исследования в решении прикладных задач. Это иллюстрируют следующие практические примеры.
Сейсморазведка
Сотрудники института работали с предприятием, создающим импульсные сейсмоисточники — альтернативу взрывным методам разведки полезных ископаемых. Задача состояла в математическом моделировании работы этих установок для повышения их эффективности и экологической безопасности.
Космическое приборостроение
Специалисты ИВМ решали задачи анализа и оптимизации тепловых режимов для космических аппаратов, включая вибрационные нагрузки. При выводе спутника на орбиту он подвергается колоссальным нагрузкам, а на орбите – перепадам температур в две сотни градусов. Поэтому важно смоделировать их воздействие, чтобы гарантировать сохранность оборудования и надежность его работы.
Обработка big data
Институт выполнял проект по анализу конфиденциальных данных нефтеразведки. Успешное решение задачи привело к предложению от промышленников создать на базе ИВМ до 200 рабочих мест для постоянной обработки подобной информации, что говорит о высоком уровне доверия к компетенциям красноярских ученых. Огромный объем работы направлен на сбор, обработку и использование для прогнозов больших данных в направлении экологии.
Подготовка кадров и взгляд в будущее
При ИВМ СО РАН уже несколько лет успешно работает Красноярский математический центр, ключевая задача которого — подготовка научных кадров высшей квалификации в области прикладной математики именно для реального сектора экономики.
Институт вычислительного моделирования СО РАН — яркий пример того, как глубокие фундаментальные знания, помноженные на мощные вычислительные ресурсы и ориентацию на практику, позволяют решать задачи, определяющие будущее в разных областях: от медицины и экологии до космоса и высоких технологий.
Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Такая интеграция позволит быстрее внедрять перспективные методы в практику. Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Контакты Института:
660036, г. Красноярск, Академгородок, 50, стр. 44
Тел.: +7 (391) 243-27-56
E-mail: sek@icm.krasn.ru
Сайт: icm.krasn.ru/
#НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки
👍8🔥1
Новый штамм бактерий способен эффективно синтезировать биопластик из рыбных отходов
Ученые из Красноярска выделили и идентифицировали бактерию, которая способна с рекордной эффективностью перерабатывать отходы рыбной промышленности в биопластик. Это решает сразу две проблемы: снижение загрязнения окружающей среды и производство «зеленой» альтернативы традиционному пластику. По результатам исследования получен Патент на изобретение.
Получение биопластика из отходов техносферы — одно из перспективных направлений в борьбе с загрязнением планеты.
Известно, что некоторые бактерии могут производить разлагаемые полимеры полигидроксиалканоаты, используя в пищу, в том числе, и отходы переработки рыбы. Однако эти штаммы обладают низкой эффективностью: медленно растут, плохо перерабатывают жир и выдают скромное количество конечного продукта.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН выделили штамм бактерий Cupriavidus necator, который превращает жировые отходы рыбопереработки в ценный биоразлагаемый пластик – аналог полипропилена.
Бактерии эффективно перерабатывают более 80% жира, выделенного из отходов кильки и скумбрии, и производят до 70% биоразлагаемого пластика, что значительно эффективнее известных ранее микроорганизмов. Кроме того, ученые могут гибко управлять свойствами получаемого материала. Добавляя в питательную среду различные вещества, они «заставили» бактерий производить разные виды пластика: от высококристалличных термопластов до эластичных резиноподобных сополимеров, что расширяет потенциальную сферу их применения.
«Этот штамм — не только решает проблему отходов, но и производит востребованный продукт — биоразлагаемые полимеры с заданными свойствами. Такие исследования — основа для создания принципиально новых, замкнутых производственных циклов, когда отходы одной отрасли становятся сырьем для другой. Внедрение такой технологии не только снизит стоимость производства «зеленого» пластика, но и создаст возможности для утилизации крупнотоннажных отходов рыбоконсервной промышленности с пользой, замыкая производственный цикл», — комментирует руководитель работы, доктор биологических наук Татьяна Волова, заведующая лабораторией хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий, фото предоставлено КНЦ СО РАН.
#НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки
Ученые из Красноярска выделили и идентифицировали бактерию, которая способна с рекордной эффективностью перерабатывать отходы рыбной промышленности в биопластик. Это решает сразу две проблемы: снижение загрязнения окружающей среды и производство «зеленой» альтернативы традиционному пластику. По результатам исследования получен Патент на изобретение.
Получение биопластика из отходов техносферы — одно из перспективных направлений в борьбе с загрязнением планеты.
Известно, что некоторые бактерии могут производить разлагаемые полимеры полигидроксиалканоаты, используя в пищу, в том числе, и отходы переработки рыбы. Однако эти штаммы обладают низкой эффективностью: медленно растут, плохо перерабатывают жир и выдают скромное количество конечного продукта.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН выделили штамм бактерий Cupriavidus necator, который превращает жировые отходы рыбопереработки в ценный биоразлагаемый пластик – аналог полипропилена.
Бактерии эффективно перерабатывают более 80% жира, выделенного из отходов кильки и скумбрии, и производят до 70% биоразлагаемого пластика, что значительно эффективнее известных ранее микроорганизмов. Кроме того, ученые могут гибко управлять свойствами получаемого материала. Добавляя в питательную среду различные вещества, они «заставили» бактерий производить разные виды пластика: от высококристалличных термопластов до эластичных резиноподобных сополимеров, что расширяет потенциальную сферу их применения.
«Этот штамм — не только решает проблему отходов, но и производит востребованный продукт — биоразлагаемые полимеры с заданными свойствами. Такие исследования — основа для создания принципиально новых, замкнутых производственных циклов, когда отходы одной отрасли становятся сырьем для другой. Внедрение такой технологии не только снизит стоимость производства «зеленого» пластика, но и создаст возможности для утилизации крупнотоннажных отходов рыбоконсервной промышленности с пользой, замыкая производственный цикл», — комментирует руководитель работы, доктор биологических наук Татьяна Волова, заведующая лабораторией хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий, фото предоставлено КНЦ СО РАН.
#НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки
🔥9
Ученики красноярской базовой школы РАН заняли первое место на международной конференции
В рамках VIII Международной Верещагинской Байкальской конференции в Иркутске прошла школьная секция, где по направлению "Молекулярная биология" ученики базовых классов РАН из гимназии 13 «Академ» Дик Дария, Деймунд Дарья и Полуян Роман заняли 1 место! Поздравляем победителей и их научного руководителя, кандидата биологических наук, Смольникову Марину Викторовну руководителя молекулярнно-генетической группы НИИ медицинских проблем Севера СО РАН.
Такую возможность ребята базовой школы РАН получили, потому что стали ранее победителями Всероссийского конкурса «От школьника до ученого. Первые шаги», приняли участие в
XXVIII молодежной конференции-конкурса в Красноярском научном центре СО РАН , а так же свой проект успешно защитили на программе «Сириус.Лето: начни свой проект».
На конференции в Иркутске в школьной секции принимали участие около 80 участников из 10 субъектов РФ. Было сделано около 60 докладов и наши школьники показали высший уровень защиты своей генетической работы, сделанной с применением оборудования ФИЦ КНЦ СО РАН, расположенного в школьной лаборатории гимназии 13.
Организаторы конференции, сотрудники Лимнологического института СО РАН, провели интересную экскурсию в Байкальский музей СО РАН, где живут нерпы, а также показали свои корабли, на которых они исследуют озеро Байкал.
Ребята получили незабываемый опыт и яркие впечатления от поездки.
В рамках VIII Международной Верещагинской Байкальской конференции в Иркутске прошла школьная секция, где по направлению "Молекулярная биология" ученики базовых классов РАН из гимназии 13 «Академ» Дик Дария, Деймунд Дарья и Полуян Роман заняли 1 место! Поздравляем победителей и их научного руководителя, кандидата биологических наук, Смольникову Марину Викторовну руководителя молекулярнно-генетической группы НИИ медицинских проблем Севера СО РАН.
Такую возможность ребята базовой школы РАН получили, потому что стали ранее победителями Всероссийского конкурса «От школьника до ученого. Первые шаги», приняли участие в
XXVIII молодежной конференции-конкурса в Красноярском научном центре СО РАН , а так же свой проект успешно защитили на программе «Сириус.Лето: начни свой проект».
На конференции в Иркутске в школьной секции принимали участие около 80 участников из 10 субъектов РФ. Было сделано около 60 докладов и наши школьники показали высший уровень защиты своей генетической работы, сделанной с применением оборудования ФИЦ КНЦ СО РАН, расположенного в школьной лаборатории гимназии 13.
Организаторы конференции, сотрудники Лимнологического института СО РАН, провели интересную экскурсию в Байкальский музей СО РАН, где живут нерпы, а также показали свои корабли, на которых они исследуют озеро Байкал.
Ребята получили незабываемый опыт и яркие впечатления от поездки.
🔥15
Ученые накормили рачков микропластиком и посмотрели, что будет
Красноярские ученые выяснили, что не весь микропластик одинаково опасен для водных обитателей. В эксперименте рачки охотно потребляли частицы, но большая часть пластика выводилась из их организма естественным образом и не наносила вреда. Существенный негативный эффект показал только один тип — полистирол.
Для исследования использовали четыре самых распространенных типа пластика, полученные из обычных бытовых предметов:
🍴Полиэтилен (из полиэтиленовой трубки)
🍴Полипропилен (из пищевой упаковки)
🍴Поливинилхлорид - ПВХ (из ПВХ-панелей)
🍴Полистирол (из одноразовых стаканчиков)
Только частицы полистирола в высоких концентрациях сокращали продолжительность жизни рачков и уменьшали их плодовитость. При этом важно, что эти концентрации в десятки тысяч раз превышают те, что обычно встречаются в природной среде.
«Тему микропластика часто чрезмерно драматизируют. Наш эксперимент показал, что нельзя просто сказать «микропластик — это зло». Всё зависит от типа пластика, его концентрации и взаимодействия с другими загрязнителями. Жителю мегаполиса последнее чего стоит бояться — это микропластика. Выбросы от автотранспорта или промышленные стоки несут куда большую угрозу», — рассказывает руководитель работы Егор Задереев, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биофизики СО РАН.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, опубликовано в журнале Limnology and Freshwater Biology и представлено на 8-ой Международной Верещагинской Байкальской конференции.
Красноярские ученые выяснили, что не весь микропластик одинаково опасен для водных обитателей. В эксперименте рачки охотно потребляли частицы, но большая часть пластика выводилась из их организма естественным образом и не наносила вреда. Существенный негативный эффект показал только один тип — полистирол.
Для исследования использовали четыре самых распространенных типа пластика, полученные из обычных бытовых предметов:
🍴Полиэтилен (из полиэтиленовой трубки)
🍴Полипропилен (из пищевой упаковки)
🍴Поливинилхлорид - ПВХ (из ПВХ-панелей)
🍴Полистирол (из одноразовых стаканчиков)
Только частицы полистирола в высоких концентрациях сокращали продолжительность жизни рачков и уменьшали их плодовитость. При этом важно, что эти концентрации в десятки тысяч раз превышают те, что обычно встречаются в природной среде.
«Тему микропластика часто чрезмерно драматизируют. Наш эксперимент показал, что нельзя просто сказать «микропластик — это зло». Всё зависит от типа пластика, его концентрации и взаимодействия с другими загрязнителями. Жителю мегаполиса последнее чего стоит бояться — это микропластика. Выбросы от автотранспорта или промышленные стоки несут куда большую угрозу», — рассказывает руководитель работы Егор Задереев, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биофизики СО РАН.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, опубликовано в журнале Limnology and Freshwater Biology и представлено на 8-ой Международной Верещагинской Байкальской конференции.
🔥12🤓4😁2😱1
Красноярский край — лидер в измерении парниковых газов в России. Здесь расположено 5 из 22 российских измерительных станций. Эти данные критически важны для перехода к низкоуглеродной экономике, позволяя точно оценить, сколько CO2 поглощают сибирские леса и снизить углеродные налоги для промышленности.
Мониторинг ведёт лаборатория в Институте леса им. В.Н. Сукачева в рамках национального консорциума «РИТМ углерода». Её ключевые объекты — уникальная сеть станций вдоль Енисея:
· Обсерватория «ZOTTO» с 300-метровой мачтой, которая дает «сводный отчёт» по углероду для всей Центральной Сибири.
· Обсерватория «DIAMIS» в Арктике, на побережье Карского моря, данные которой бесценны для изучения климата.
· Сеть малых станций, которые точечно измеряют углеродный обмен в разных экосистемах (леса, болота).
Работа в суровых условиях Крайнего Севера — настоящий подвиг ученых. Помимо мониторинга, лаборатория изучает влияние пожаров, деградации мерзлоты и создает технологии для увеличения поглощения углерода лесами.
Подробнее читайте в материале https://vk.com/wall-157250453_2751
#НаукаКрасноярска #ДесятилетиеНаукиИТехнологий
Мониторинг ведёт лаборатория в Институте леса им. В.Н. Сукачева в рамках национального консорциума «РИТМ углерода». Её ключевые объекты — уникальная сеть станций вдоль Енисея:
· Обсерватория «ZOTTO» с 300-метровой мачтой, которая дает «сводный отчёт» по углероду для всей Центральной Сибири.
· Обсерватория «DIAMIS» в Арктике, на побережье Карского моря, данные которой бесценны для изучения климата.
· Сеть малых станций, которые точечно измеряют углеродный обмен в разных экосистемах (леса, болота).
Работа в суровых условиях Крайнего Севера — настоящий подвиг ученых. Помимо мониторинга, лаборатория изучает влияние пожаров, деградации мерзлоты и создает технологии для увеличения поглощения углерода лесами.
Подробнее читайте в материале https://vk.com/wall-157250453_2751
#НаукаКрасноярска #ДесятилетиеНаукиИТехнологий
🔥5👍1