18+
18+
Образование и наука, Профессии будущего, ТГУ, Профессии будущего ТГУ математическое моделирование робокоп терминатор Bugatti Veyron модель разрабо Профессии будущего.Кто победит — Терминатор или Робокоп

Профессии будущего.
Кто победит — Терминатор или Робокоп

Томский Обзор продолжает серию материалов, посвященных профессиям будущего. О них не прочитаешь в брошюрах и на сайтах вакансий, однако в скором времени без этих людей не сможет обойтись ни одна из крупных компаний.

В новом выпуске «Профессий будущего» рассказываем о специалистах по математическому моделированию, которых готовят в Томском государственном университете.

Кто такие?

Математическое моделирование — представление реальности (какого-то объекта, системы) через ее математическую модель. Исследование этой модели позволяет составить полное представление о моделируемом объекте.

Специалист в этой сфере может достаточно точно представить, как будет работать исследуемая система в определенных условиях, при этом не ставя ее в эти условия. Другими словами, он может описать, что будет, если Bugatti Veyron на полном ходу врежется в бетонную стену, разогнавшись по дороге, проложенной в жерле действующего вулкана. Или при наличии необходимых данных предположить, кто победит — Терминатор или Робокоп, акула или лев, космодесантник или имперский штурмовик.

В зависимости от стоящих перед специалистом задач, он может быть вычислителем-математиком, вычислителем-механиком, вычислителем-теплофизиком, или даже отчасти биологом — специалистом, который создает математические модели биологических тканей.

Что делают?

Работа специалиста по матмоделированию состоит из нескольких этапов. В ходе первого он формирует и описывает объект или явление, которое надо смоделировать. Затем это описание переносится на язык математики. Специалисты могут составлять очень сложные модели, которые детально описывают все. Но реализовать их удастся не всегда. Поэтому, по возможности, модель упрощают — убирают некоторые не очень значимые для конкретной задачи детали, например, гравитацию или скорость вращения планеты и тому подобное.

После подбора численных методов и языка начинается этап программирования. За ним — отладки, когда специалист ищет ошибки и разного рода важные «неучтенности» в модели, из-за которых она не отражает реальные особенности описываемого объекта или явления. Этот этап самый длительный — он занимает около 70% времени, которое тратится на составление модели в целом.

Однако сложные задачи не всегда решают с нуля. В помощь специалистам создаются целые программные комплексы, которые упрощают моделирование.

Михаил
Шеремет
Заведующий лабораторией моделирования процессов конвективного тепломассопереноса Механико-математического факультета ТГУ, доктор физико-математических наук

Есть коммерческие пакеты, которые позволяют проводить серию гидродинамических и теплообменных исследований. Их аналоги — открытые пакеты, которые поддерживают вузы и некоммерческие организации, например, OpenFoam. В рамках этого пакета полностью создают, например, кузовы автомобилей. Их сооружают, «продувают» в цифре, уменьшив коэффициент сопротивления, и получают плавные формы. Выпускник нашего факультета, который понимает особенности матмоделирования, гидродинамики, теплообмена, может все это сделать самостоятельно.

Где нужны?

На всех современных производствах, связанных с проектированием, изготовлением новой техники, новых разработок. Математическое моделирование используется при создании самолетов, машин, пароходов. Такие модели заменяют прототипы, которые прежде приходилось делать из «железа» и после долго тестировать. Это позволяет значительно сокращать финансовые и временные затраты.

Со специалистами по матмоделированию охотно работают и банки. Именно эти сотрудники занимаются аналитикой, чаще, чем выпускники-экономисты. Кроме того, специалисты по математическому моделированию работают в нефтегазовой отрасли — компаниях «Шлюмберже», «Шелл». Есть они и на томских предприятиях. В частности, на ТЭМЗе существует отдел моделирования, где работают выпускники Механико-математического факультета. В свое время они решали задачи связанные с работой вентиляторов для шахт Кузбасса, сейчас работают с «Газпромом».

Где готовят?

Специалистов по математическому моделированию готовят на Механико-математическом факультете ТГУ. Здесь есть бакалавриат и магистратура.

При подготовке специалистов на факультете используют различные лицензионные пакеты ПО: обучающие, контролирующие и пакеты для проведения тестирования. Есть и специальная лабораторная техника: аэродинамические дозвуковые и сверхзвуковые трубы, установка для определения кинетики сушки лесных материалов и многое другое. Кроме того, факультет сотрудничает с многими зарубежными вузами: Лос-Аламосской национальной лабораторией (США), Марсельским университетом (Франция), университетом Коимбра (Португалия), Высшей инженерной школой г. Сент-Этьен (Франция), Лабораторией биомеханики университета Париж-12 Валь де Мари, Дрезденским техническим университетом и другими.

Михаил Шеремет
Заведующий лабораторией моделирования процессов конвективного тепломассопереноса Механико-математического факультета ТГУ, доктор физико-математических наук

Почему математическое моделирование называют профессией будущего? Потому что без математики, без развивающейся чуть ли не каждую неделю вычислительной техники ничего в мире создать нельзя. Производство современных теплообменников, тепловых электростанций, систем охлаждения электронного оборудования, тех же самых космических аппаратов, в автостроении, авиастроении — все это связано с математическим моделированием.

Текст: Егор Хворенков

Тэги/темы: