Сотрудники


 

 

 

 

 

 

 

 

Головизнин Василий Михайлович,

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:

  1. 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)
  2. 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)
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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)
  6. 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)
  7. Предложена (совместно с А.А. Самарским) новая разностная схема второго порядка аппроксимации для простейшего уравнения переноса, названная схемой «КАБАРЕ» и исследованы ее свойства. (1998).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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)
  11. На базе схемы КАБАРЕ разработан численный алгоритм, позволяющий адекватно моделировать турбулентные течения при неполном разрешении спектра турбулентных пульсаций без настроечных параметров. (2015-2018).
  12. 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: 

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 1998 Некоторые свойства разностной схемы "КАБАРЕ". Головизнин В.М., Самарский А.А. в журнале Математическое моделирование, том 10, № 1, с. 101-116
  19. 1998 Нелинейная коррекция схемы «КАБАРЕ». Головизнин В.М., Карабасов С.А. в журнале Математическое моделирование, том 12, № 1, с. 107-123
  20. 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
  21. 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
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. 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
  27. 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
  28. 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
  29. 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.
  30. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 1986 Вычислительные методы в математической физике. Вабищевич П.Н., Головизнин В.М., и др. место издания Москва, Изд-во МГУ
  5. 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):

  1. Грант РФФИ 14-01-00758 А «Обратимые по времени алгоритмы для гиперболических систем законов сохранения». 2014-2016 годы
  2. Грант РФФИ 19-01-00472 А «Исследование дисперсионных и диссипативных свойств разностных схем для уравнений в частных производных гиперболического типа». 2019-2020 годы.
  3. 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.