Кафедра математических методов геофизики

О кафедре

Сайт кафедры


Кафедра математических методов геофизики была организована в 1974 году академиком Михаилом Михайловичем Лаврентьевым, который возглавлял ее до 1991 года. М.М. Лаврентьев является основателем сибирской школы некорректных задач математической физики. Им проведено исследование большого круга обратных задач, выделены классы задач, которые являются условно-корректными. На основе этих исследований получены важные результаты в теории многомерных обратных задач. Работы М.М. Лаврентьева и его учеников создали новое научное направление в математической физике, имеющее большое теоретическое и прикладное значение.
С 1991 по 2007 г. кафедрой руководил академик Анатолий Семенович Алексеев, автор трудов по теоретической и вычислительной геофизике, математическому моделированию геофизических явлений и цифровой обработке данных наблюдений. А.С. Алексеев исследовал новый класс математических задач геофизики - обратные динамические задачи сейсмики - и развил численные методы решения таких задач, а также численно-аналитические методы решения прямых задач. Вместе с учениками ученый открыл новые типы «нелучевых» волн, имеющих значение при интерпретации сейсмических данных. За разработку концепции национальной программы защиты Земли от астероидной опасности на основе конверсии ракетного вооружения Международный Астрономический союз в 2001 г. назвал малую планету 9933 «Алексеев».
С 2007 по 2014 г. заведующим кафедрой является академик РАН Борис Григорьевич Михайленко. Основным направлением его научной деятельности является развитие методов прикладной математики и математического моделирования в задачах геофизики. С помощью математического моделирования открыты и теоретически исследованы «нелучевые» поперечные сейсмические волны, которые впоследствии были подтверждены экспериментально. Открытие зарегистрировано в 1991г. в Государственном реестре открытий за № 402 и позволило объяснить ряд геофизических явлений, а также создать эффективную методику обнаружения ядерных взрывов. В зарубежных обзорах мировых достижений в области геофизики открытие "нелучевых" волн упоминается как одно из крупных научных достижений.

Направления работы

  • Решение прямых и обратных задач сейсмологии и сейсморазведки
  • Томография сложных сред
  • Методы Монте – Карло в ядерной геофизике и для кинетических уравнений разреженных газов
  • Развитие численных методов и технологии математического моделирования динамики атмосферы и океана, исследование климатических процессов в атмосфере и гидросфере 
  • Оценка экологических рисков, исследование переноса и трансформации загрязняющих примесей под влиянием естественных и антропогенных факторов различного пространственно-временного масштаба

Презентации с представления кафедры в 2020 году

Состав кафедры

Заведующий кафедрой

Заведующий кафедрой

д.ф.-м.н., профессор, чл.-корр. РАН

Телефон: +7 (383) 330 8353

Объявления
Преподаватели


Сотрудники, готовые работать со студентами
GadylshinKG.JPG

Гадыльшин Кирилл Геннадьевич

к.ф.-м.н.

Контакты: +7(383)3302796, GadylshinKG@ipgg.sbras.ru

Научные интересы: обратная динамическая задача сейсмики, метод обращения полного волнового поля (full waveform inversion), моделирование сейсмических полей в сложноустроенных средах, высокопроизводительные вычисления, применение методов глубокого обучения в геофизике.

GolubevaEN.jpg

Голубева Елена Николаевна

д.ф.-м.н., доцент

Контакты: +7(383)3306450, elen@ommfao.sscc.ru, e.golubeva.nsk@gmail.com, Страница лаборатории

Научные интересы: Разработка трехмерных численных моделей динамики Мирового океана, его морей и внутренних водоемов. Исследование изменчивости состояния морей полярных широт в современном климате на основе трехмерного численного моделирования. Построение численных моделей переноса -осаждения микропластика. Исследование переноса-осаждения микропластика в морской среде и речной системе на основе численного моделирования.
Возможное направление исследования и темы для дипломной работы 4 курса ММФ:
1.Численное моделирование переноса загрязнения в морской среде /речном водохранилище.
2.Тестирование алгоритмов учета концепции погруженного льда в численных моделях океана (на примере одномерной задачи диффузии тепла и соли, и формирования ледяного покрова).
3.Разработка методов оценки причинно-следственных связей для векторных полей климатических характеристик.
4.Тестирование одномерных параметризаций вертикального турбулентного и конвективного перемешивания в применении к условиям полярных морей.
5.Тестирование численных схем переноса примеси в трехмерном пространстве.
6.Микропластик в морской/речной системе. Методы математического моделирования вертикального перемещения в водной среде.
7. Разработка модели река - каскад водохранилищ.
Публикации в СМИ: 1, 2

KrupchatnikovVN.jpg

Крупчатников Владимир Николаевич

д.ф.-м.н., доцент

Контакты: +7(383)3306450, vkrupchatnikov@yandex.ru

Научные интересы: геофизическая гидродинамика, геострофическая турбулентность, моделирование динамики климата, моделирование гидрологии поверхности с учетом растительного слоя, моделирование эмиссии парниковых газов (СО2, СН4), моделирование динамики растительности, гидродинамические модели (глобальные и региональные) краткосрочного прогноза погоды и системы усвоения данных, радиационный перенос в моделях общей циркуляции атмосферы, численные методы в задачах динамики атмосферы.

PenenkoAV.JPG

Пененко Алексей Владимирович

д.ф.-м.н., ст. преподаватель

Контакты: +7(383)3306152, a.penenko@gmail.com

Научные интересы: Вычислительная и прикладная математика, численные алгоритмы усвоения данных и решения обратных задач, модели адвекции-диффузии-реакции, модели химической кинетики, гибридные алгоритмы
Предлагаемые темы дипломных работ: 1)GNN решатель для моделей гидро-термодинамики и химии атмосферы (прогноз погоды на городских и региональных масштабах) и гидросферы (приложение к оз. Байкал). 2)Дифференцируемые численные схемы высокого порядка (полулагаранжевы, адаптивные сетки, PINN, нейрооператоры и т.д.) для процессов адвекции-диффузии-реакции. 3)Согласованные численные схемы для прямых и сопряженных задач с нейросетевыми элементами высокой размерности (без использования матричного представления в явном виде). 4)Дифференцируемые численные схемы для разномасштабных моделей (согласование процессов во вложенных областях). 5)Внедрение гибридной (CPU + GPU) вычислительной технологии в систему обратного моделирования. Система запуск элементов цифрового двойника на распределенной вычислительной среде (сервера с разными возможностями).

LisitsaVV.jpg

Лисица Вадим Викторович

д.ф.-м.н., доцент

Контакты: +7(383)3301337, LisitsaVV@ipgg.sbras.ru

Научные интересы: численные методы, моделирование геофизических полей, моделирование физических и химических процессов в пористых средах (потоки флюидов, химическое взаимодействие, разрушение при механическом нагружении, фазовые переходы). См. подробнее.

Protasov.jpeg

Протасов Максим Игоревич

д.ф.-м.н., доцент

Контакты: protasovmi@ipgg.sbras.ru

Научные интересы: асимптотические и численные методы решения прямых и обратных задач сейсмики. Многоволновые сейсмические исследования. Разработка и исследование алгоритмов обработки и интерпретации сейсмических данных. Сейсмические исследования для задач поиска и описания трещиноватых коллекторов. 

 
PenenkoVV.png

Пененко Владимир Викторович

д.ф.-м.-н., профессор

Контакты: +7(383)3306152, penenko@sscc.ru

Научные интересы: вычислительная математика и математическое моделирование в теории ядерных реакторов и переносе излучения, в физике и химии атмосферы, охране окружающей среды и природоохранном прогнозировании.

CheverdaVA.jpg

Чеверда Владимир Альбертович

д.ф.–м.н., доцент

Контакты: +7(383)3330054, CheverdaVA@ipgg.sbras.ru

Научные интересы: 

 
СИК-цв-анфас.jpg

Кабанихин Сергей Игоревич

д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН, профессор, зав. кафедрой

Контакты: +7(383)3320404, kabanikhin@sscc.ru, ksi52@mail.ru

Научные интересы: численные методы решения обратных и некорректных задач, геофизика, включая сейсмику, электроразведку, гравиразведку, магниторазведку, томография, задачи обработки физических измерений, интерпретации данных.

KrivorotkoOI.jpg

Криворотько Ольга Игоревна

к.ф.-м.н., ст. преподаватель

Контакты: +7(383)3308460, krivorotko.olya@mail.ru

Научные интересы: обратные и некорректные задачи, вычислительная математика, оптимизация, вариационное исчисление, цунами, математическое моделирование биологических, медицинских и экономических процессов, томография и ядерная медицина.

 
СИК-цв-анфас.jpg

Шишленин Максим Александрович

д.ф.-м.н., профессор РАН, доцент

Контакты: +7(383)3297676, m.a.shishlenin@mail.ru

Научные интересы: исленные методы решения обратных и некорректно поставленных задач, регуляризация, нейронные сети, суперкомпьютерные вычисления. (см. презентацию).

    
Спецкурсы и спецсеминары

Места проведения спецкурсов и спецсеминаров:

Спецкурсы 2025-2026 учебного года

День, время и место

Название спецкурса

Руководитель(и)

Обратные задачи и машинное обучение

чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н., проф. Кабанихин С.И.,
ksi52@mail.ru

Численные методы решения обратных и некорректных задач (годовой)

д.ф.-м.н. Криворотько О.И.
o.krivorotko@g.nsu.ru

Методы усвоения данных (годовой)

д.ф.-м.н. Пененко А.В.
a.penenko@gmail.com

Численное моделирование многофазных потоков (2 семестр)

д.ф.-м.н. Лисица В.В.,
lisitsavv@ipgg.sbras.ru

Численные методы оптимизации применительно к решению обратных задач

д.ф.-м.н., доц. Чеверда В.А.
cheverdava@ipgg.sbras.ru

Машинное обучение в геофизике (годовой)

к.ф.-м.н. Гадыльшин К.Г.
gadylshin@gmail.com

Прямые методы решения обратных задач (весенний семестр)

к.ф.-м.н. Новиков Н.С.
novikov-1989@yandex.ru


Спецсеминары 2025-2026 учебного года

День, время и место

Название спецсеминара

Руководитель(и)


Сайт семинара

Математические методы геофизики (годовой)(обязательный для студентов кафедры)

д.ф.-м.н. Лисица В.В.
lisitsavv@ipgg.sbras.ru

Прикладные обратные задачи (годовой)

д.ф.-м.н. Шишленин М.А.
m.a.shishlenin@mail.ru

Численные методы прямого и обратного моделирования природных процессов (годовой)

д.ф.-м.н. Пененко А.В.
a.penenko@gmail.com 

Математическое моделирование и программный комплекс для решения обратных задач эмиссионной томографии в ядерной медицине (годовой)

д.ф.-м.н. Денисова Н.В.
nvdenisova2011@mail.ru


Студенты и аспиранты

Студенты магистратуры

  • Гао Ичао - науч.рук. д.ф.-м.н., член-корр. РАН Кабанихин Сергей Игоревич.
    Тема работы: Физически-информированные нейронные сети для решения прямых и обратных задач.
  • Фан Сы Тун - науч.рук. д.ф.-м.н., член-корр. РАН Кабанихин Сергей Игоревич.
    Тема работы: Численные алгоритмы решения уравнения Гельфанда-Левитана.
  • Ян Си - науч.рук. д.ф.-м.н. Пененко Алексей Владимирович.
    Тема работы: Стохастическая динамика нейронов ФитцХью — Нагумо, управляемых шумом Леви.
  • Манаев Алексей Андреевич - науч.рук. д.ф.-м.н. Лисица Вадим Викторович.
    Тема работы: Спектральный предобуславливатель для решения уравнения Пуассона.
  • Чекменёва Екатерина Антоновна - науч.рук. д.ф.-м.н. Лисица Вадим Викторович.
    Тема работы: Численный алгоритм решения уравнения Стокса в пористой среде.
  • Кунгурцев Александр Романович - науч.рук. к.ф.-м.н. Рузанкин Павел Сергеевич
    Тема работы: Расчет функции рассеяния точечного источника для ОФЭКТ-томографов с кристаллом детектора CdZnTe
  • Радустов Александр Вячеславович - науч.рук. д.ф.-м.н. Марчук Андрей Гурьевич.
    Тема работы: Проверка отражающих свойств береговых линий при численном решении уравнений мелкой воды .

Студенты бакалавриата

  • Демьяненко Дмитрий Владиславович - науч.рук. д.ф.-м.н. Платов Геннадий Алексеевич.
    Тема работы: Параметризация вихревого переноса массы в океане с применением методов машинного обучения.
  • Колыганов Степан Анатольевич - науч.рук. д.ф.-м.н. Лисица Вадим Викторович.
    Тема работы: Подавление численной дисперсии в данных сейсмического моделирования.
  • Борисов Матвей Алексеевич - науч.рук. д.ф.-м.н. Лисица Вадим Викторович.
    Тема работы: Определение относительной фазовой проницаемости пористых материалов на основе решения обратной задачи нестационарной фильтрации.
  • Панова Виктория Андреевна - науч.рук. д.ф.-м.н. Лисица Вадим Викторович.
    Тема работы: Метод супер-шагов по времени для численного решения уравнения теплопроводности.