д.ф.-м.н., профессор кафедры вычислительных методов,
зав. лабораторией «Индустриальной математики» МГУ имени М.В. Ломоносова,
зав. отделом «Фундаментальных исследований и перспективных разработок» ИБРАЭ РАН.
Дата и место рождения: 8 марта 1950г., г. Алдан, Алданского р-на Якутской АССР.
Школьные годы: 1957г. – 1967. Районный центр Вятские Поляны Кировской обл.
Студенческие годы: 1967-1973, МФТИ г. Долгопрудный Московской области.
Очная аспирантура МФТИ: 1973г.-1976г., руководители А.П. Фаворский, А.А. Самарский. Защита кандидатской диссертации (1977г.) по специальности 01.01.07 – вычислительная математика.
Трудовая деятельность.
1976 -1992 гг. - Филиал ИАЭ им. И.В. Курчатова, г. Троицк Московской обл. Основные этапы профессионального роста: м.н.с, н.с., ст.н.с, вед.н.с, зав. лабораторией математического моделирования. В 1986 году ВАК СССР утвердил докторскую диссертацию по специальностям 01.01.07 – вычислительная математика и 01.02.05 – механика жидкости, газа и плазмы.
В 1986 году участвовал в ликвидации последствий Чернобыльской аварии. Награжден медалью «За спасение погибавших»
В 1988 году получил приглашение принять участие в формировании нового академического института - Института проблем безопасного развития атомной энергетики (ныне ИБРАЭ РАН) и возглавить все работы математического направления. До 1992 года работа по совместительству, затем перевод на постоянное место работы. С 1988 года - директор математического отделения ИБРАЭ РАН.
В 1991 году ВАК СССР присвоил ученое звание «профессор» по специальности 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы комплексы программ.
В 2013 г. перешел на полную ставку профессора на кафедру Вычислительных методов ВМК МГУ имени М.В.Ломоносова. В том же году в МГУ организовал лабораторию индустриальной математики. В ИБРАЭ РАН возглавляет отдел фундаментальных исследований и перспективных разработок.
Педагогическая деятельность.
С 1977г. – работа по совместительству на ф-те ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова. Вначале на кафедре А.Н. Тихонова, затем на кафедре А.А. Самарского. Читал спецкурсы, руководил дипломными работами и аспирантами.
В 1992-1998 г. участвовал в организации базовой кафедры МФТИ при ИБРАЭ РАН, формировал учебные планы и профессорско-преподавательский состав. С 1992 года – профессор МФТИ, читал базовые курсы лекций по численным методам и математическому моделированию, руководил студентами и аспирантами.
В настоящее время является профессором кафедры вычислительных методов факультета ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова, заведует лабораторией индустриальной математики и отделом фундаментальных исследований и перспективных разработок в ИБРАЭ РАН.
На факультете ВМК читает курс лекций «сеточные аппроксимации дифференциальных операторов», а также спецкурсы «введение в индустриальную математику», «индустриальная математика», «методы численного решения уравнений в частных производных гиперболического типа».
Под его научным руководством защищено 20 кандидатских диссертаций и две докторские (научный консультант).
Научные интересы: Численные методы, вычислительная гидродинамика, математическое моделирование.
Основные научные результаты:
- Предложен (совместно с А.А. Самарским и А.П. Фаворским) вариационный подход к построению вычислительных алгоритмов для уравнений газовой динамики в лагранжевых переменных, основанный на использовании принципа наименьшего действия по Гамильтону. Получены двумерные вариационно-разностные схемы, проведены тестовые и модельные расчеты, решен ряд двумерных задач по моделированию гидродинамических неустойчивостей и кумулятивных эффектов в лайнерных системах, ориентированных на достижение высоких плотностей энергии. (1973-1976)
- Построена общая теория вариационно – разностных схем газовой динамики и магнитной гидродинамики в лагранжевых переменных, позволяющая:
- получать самосогласованную аппроксимацию законов сохранения (полная консервативность) различного порядка аппроксимации на расчетных сетках со смешанной структурой расчетных ячеек;
- получать необходимые и достаточные условия устойчивости для вариационно – разностных схем в линейном приближении;
- использовать единый подход к построению искусственных диссипативных процессов и нахождению их оптимальных коэффициентов;
- получать неявные безусловно устойчивые и безусловно разрешимые разностные схемы, решение которых сводятся к поиску минимума выпуклых функционалов. (1977-1984)
- Предложен (совместно с А.А. Самарским и А.П. Фаворским) новый вариационный принцип для уравнений газовой динамики и магнитной гидродинамики в смешанных эйлерово – лагранжевых переменных. (1981).
- Предложен метод каскадной аппроксимации конвективных потоков, позволяющий строить полностью консервативные схемы газовой динамики и магнитной гидродинамики (Ю.П. Попов, С. Аракава) в смешанных эйлерово – лагранжевых переменных на гибридных расчетных сетках со смешанной структурой косоугольных ячеек. (1984).
- Предложен новый подход к построению вычислительных алгоритмов для уравнений параболического типа с использованием консервативных и потоковых переменных, позволяющий получать экономичные (послойно одномерные) безусловно устойчивые алгоритмы на косоугольных блочно – структурированных сетках. (1987)
- Вариационно – разностные схемы были использованы в филиале института Атомной энергии имени И.В. Курчатова (ФИАЭ) для расчетов физических процессов в МГД – генераторах, решения ряда задач из области инерционного управляемого термоядерного синтеза, лазерной обработки материалов и управления протеканием тяжелых аварий на атомных станциях. (1977-1991)
- Предложена (совместно с А.А. Самарским) новая разностная схема второго порядка аппроксимации для простейшего уравнения переноса, названная схемой «КАБАРЕ» и исследованы ее свойства. (1998).
- Схема КАБАРЕ обобщена на произвольные системы уравнений гиперболического типа, выражающие законы сохранения. Предложен универсальный способ монотонизации схемы, основанный на принципе максимума и не содержащий настроечных параметров. (1998-2008).
- Схема КАБАРЕ, реализованная в ряде программных комплексов (С.А. Карабасов, А.В. Соловьев, В.Ю. Глотов) на неструктурированных расчетных сетках, ориентированных на многопроцессорные вычислительные системы, используется для решения прикладных задач аэроакустики (акустическое отделение ЦАГИ) , безопасности атомной энергетики (ИБРАЭ РАН) и океанологии. (2000-2013).
- Предложен (совместно с Б.Н. Четверушкиным) консервативный сеточно – характеристический подход к построению вычислительных алгоритмов для законов сохранения гиперболического типа, объединяющий достоинства консервативных и характеристических разностных схем. (2018)
- На базе схемы КАБАРЕ разработан численный алгоритм, позволяющий адекватно моделировать турбулентные течения при неполном разрешении спектра турбулентных пульсаций без настроечных параметров. (2015-2018).
- Проведено систематическое исследование диссипативных и дисперсионных свойств всех возможных разностных схем второго порядка аппроксимации на компактных вычислительных шаблонах для простейшего уравнения переноса. Издан атлас диссипативных и дисперсионных поверхностей этих схем. Показано, что схема КАБАРЕ обладает уникальными свойствами, выделяющими ее из других схем.(2018).
Автор более 200 научных публикаций, в том числе 5 книг.
Основные результаты опубликованы в работах:
- 2018 A new algorithm for solving the shallow water equations on the sphere based on the cabaret scheme. Goloviznin V.M., Solovjov A.V., Zalesny V.B. в журнале IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1128 (2018) 012091, с. 6-12 DOI
- 2018 LES-моделирование турбулентного теплообмена при течении свинцового теплоносителя в круглой трубе при различных числах Рейнольдса. Глотов В.Ю., Головизнин В.М., Сергеенко К.М. в журнале Математическое моделирование, том 30, № 7, с. 46-53
- 2018 Алгоритмы нового поколения в вычислительной гидродинамике. Головизнин В.М., Четверушкин Б.Н. в журнале Журнал вычислительной математики и математической физики, издательство Наука (М.), № 8, с. 1266-1275
- 2016 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОЙ ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИИВ ЗАМКНУТЫХ ВЫТЯНУТЫХ ПО ВЫСОТЕ ОБЛАСТЯХ. Головизнин В.М., Короткин И.А., Финогенов С.А. в журнале Вычислительная механика сплошных сред - Computational continuum mechanics, издательство Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (Пермь), том 9, № 3, с. 253-263
- 2016 Прямое численное моделирование пристенной турбулентности в плоском канале в широком диапазоне чисел Рейнольдса Асфандияров Д.Г., Головизнин В.М., Финогенов С.А. в журнале Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов, № 2, с. 48-58
- 2015 Беспараметрический численный метод для расчета термоконвекции в прямоугольных кавернах в широком диапазоне чисел Релея Головизнин В.М., Короткин И.А., Финогенов С.А. в журнале Вычислительная механика сплошных сред - Computational continuum mechanics, издательство Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (Пермь), том 8, № 1, с. 60-70
- 2014 Concurrent multiscale modelling of atomistic and hydrodynamic processes in liquids. Anton Markesteijn, Sergey Karabasov, Arturs Scukins, Dmitry Nerukh, Vyacheslav Glotov, Goloviznin V. в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, издательство Royal Society of London (United Kingdom), том 372, № 2021
- 2013 CABARET method on unstructured hexahedral grids for jet noise computation. Faranosov G.A., Goloviznin V.M., Karabasov S.A., Kondakov V.G., Kopiev V.F., Zaitsev M.A. в журнале Computers and Fluids, издательство Pergamon Press Ltd. (United Kingdom), том 88, с. 165-179
- 2012 Вычислительный алгоритм высокой разрешающей способности для одномерных скалярных законов сохранения при наличии ограничений на решение. Головизнин В.М., Канаев А.А. в журнале Журнал вычислительной математики и математической физики, издательство Наука (М.), том 52, № 3, с. 461-461
- 2011 Принцип минимума парциальных локальных вариаций для определения конвективных потоков при численном решении одномерных нелинейных скалярных гиперболических уравнений. Головизнин В.М., Канаев А.А. в журнале Журнал вычислительной математики и математической физики, издательство Наука (М.), том 51, № 5, с. 881-897
- 2011 Расчет уравнения теплопроводности на неструктурированных криволинейных сетках. Головизнин В.М., Котеров В.Н., Кривцов В.М.в журнале Журнал вычислительной математики и математической физики, издательство Наука (М.), том 51, № 11, с. 2075-2083
- 2011 Схема «КАБАРЕ» для двумерной несжимаемой жидкости в переменных «функция тока - завихренность». Глотов В.Ю., Головизнин В.М. в журнале Математическое моделирование, том 23, № 9, с. 89-104
- 2009 CABARET in the ocean gyres. Goloviznin V.M., Karabasov S.A., Berloff P.S. в журнале Ocean Modelling, издательство Elsevier BV (Netherlands), том 30, № 2-3, с. 155-168
- 2009 Compact Accurately Boundary-Adjusting high-REsolution Technique for fluid dynamics. Karabasov S.A., Goloviznin V.M. в журнале Journal of Computational Physics, издательство Academic Press (United States), том 228, № 19, с. 7426-7451
- 2007 New Efficient High-Resolution Method for Nonlinear Problems in Aeroacoustics. Karabasov S.A., Goloviznin V.M. в журнале AIAA Journal, издательство American Institute of Aeronautics and Astronautics (United States), том 45, № 12, с. 2861-2871
- 2006 Балансно – характеристический метод численного решения одномерных уравнений газовой динамики в эйлеровых переменных. Головизнин В.М. в журнале Математическое моделирование, том 18, № 11, с. 14-30
- 2003 Балансно –характеристические схемы с разделенными консервативными и потоковыми переменными. Головизнин В.М., Карабасов С.А. в журнале Математическое моделирование, том 15, № 9, с. 29-48
- 1998 Некоторые свойства разностной схемы "КАБАРЕ". Головизнин В.М., Самарский А.А. в журнале Математическое моделирование, том 10, № 1, с. 101-116
- 1998 Нелинейная коррекция схемы «КАБАРЕ». Головизнин В.М., Карабасов С.А. в журнале Математическое моделирование, том 12, № 1, с. 107-123
- 1998 Разностная аппроксимация конвективного переноса с пространственным расщеплением временной производной. Головизнин В.М., Самарский А.А. в журнале Математическое моделирование, том 10, № 1, с. 86-100
- 1987 Метод «факторизованных тепловых смещений» для экономичного решения уравнения теплопроводности на неортогональных сетках. Головизнин В.М., Самарская Е.А. в журнале Дифференциальные уравнения, издательство Наука (М.), том 23, № 7, с. 1143-1154
- 1985 О полностью консервативных локально-баротропных разностных схемах газовой динамики в смешанных эйлерово-лагранжевых переменных. Головизнин В.М., Сабитова А., Самарская Е.А. в журнале Дифференциальные уравнения, издательство Наука (М.), том 21, № 7, с. 1144-1155
- 1984 Об одном классе полностью консервативных разностных схем магнитной гидродинамики в смешанных эйлерово - лагранжевых переменных. Головизнин В.М., Рязанов М.А. в журнале Журнал вычислительной математики и математической физики, издательство Наука (М.), том 24, № 4, с. 520-533
- 1984 Об устойчивости вариационно-разностных схем газовой динамики. Головизнин В.М., Коршунов В.К. в журнале Дифференциальные уравнения, издательство Наука (М.), том 20, № 7, с. 1173-1181
- 1984 Полностью консервативная коррекция потоков в задачах газовой динамики. Головизнин В.М., Рязанов М.А., Сороковикова О.С. в журнале Доклады Академии наук, издательство Наука (М.), том 274, № 3, с. 524-528
- 1982 Об одном способе введения искусственной диссипации в вариационно-разностные схемы магнитной гидродинамики. Головизнин В.М. в журнале Журнал вычислительной математики и математической физики, издательство Наука (М.), том 22, № 1, с. 144-150
- 1981 Вариационный принцип получения уравнений магнитной гидродинамики в смешанный эйлерово - лагранжевых переменных. Головизнин В.М., Самарский А.А., Фаворский А.П. в журнале Журнал вычислительной математики и математической физики, издательство Наука (М.), том 21, № 2, с. 409-422
- 1979 Об использовании принципа наименьшего действия для построения дискретных математических моделей в магнитной гидродинамике. Головизнин В.М., Самарский А.А., Фаворский А.П. в журнале Докл. АН СССР, том 246, № 5
- 1977 Вариационный подход к построению конечно-разностных математических моделей в гидродинамике. Головизнин В.М., Самарский А.А., Фаворский А.П. в журнале Доклады Академии наук, издательство Наука (М.), том 235, № 6, с. 1285-1288.
- 1976 Вариационный метод получения разностных схем для уравнений газовой динамики. Головизнин В.М., Самарский А.А., Фаворский А.П. в сборнике Препринт ИПМ АН СССР №65, место издания ИПМ АН СССР Москва, с. 1-61
Книги:
- 2018 Дисперсионные и диссипативные характеристики разностных схем для уравнений в частных производных гиперболического типа. Головизнин В.М., Соловьев А.В. место издания МАКС Пресс Москва, 198 с.
- 2013 Новые алгоритмы вычислительной гидродинамики для многопроцессорных вычислительных систем. Головизнин В.М., Зайцев М.А., Карабасов С.А., Короткин И.А. место издания Издательство Московского университета Москва, 467 с.
- 2010 Аномальная диффузия радионуклидов сильно неоднородных геологических средах. Головизнин В.М., Кондратенко П.С., Матвеев Л.В., Короткин И.А., Дранников И.Л. издательство Академиздатцентр "Наука" (Москва) , 342 с.
- 1986 Вычислительные методы в математической физике. Вабищевич П.Н., Головизнин В.М., и др. место издания Москва, Изд-во МГУ
- 1986 Локально-баротропные разностные схемы газовой динамики Головизнин В.М., Самарская Е.А. место издания Москва, Изд-во МГУ Москва
Руководство грантами (за последние пять лет):
- Грант РФФИ 14-01-00758 А «Обратимые по времени алгоритмы для гиперболических систем законов сохранения». 2014-2016 годы
- Грант РФФИ 19-01-00472 А «Исследование дисперсионных и диссипативных свойств разностных схем для уравнений в частных производных гиперболического типа». 2019-2020 годы.
- Грант РНФ 18-11-00163 «Разработка иерархии математических моделей нового поколения для решения задач вычислительной океанологии на основе гиперболической декомпозиции и балансно - характеристического подхода». 2018 – 2020 годы.
Членство в советах и редколлегиях.
Член Научного совета ИБРАЭ РАН, трех диссертационных советов, член редколлегии журнала "Вестник Московского университета. Серия 15». Эксперт РНФ и РФФИ.