Недавно завершился практический этап II Всероссийской олимпиады по математическому моделированию («ВОММ-2023»), проводимой под эгидой Росатома. В этом году университет в лице Центра инженерно-физических расчётов и суперкомпьютерного моделирования (Суперцентра) является её главным соорганизатором. Специально для Олимпиады была модифицирована уникальная «Платформа ДПО НИЯУ МИФИ», созданная в Отделе разработки информационных систем и технологий виртуальной и дополненной реальности ИИКС.
Вторая Всероссийская олимпиада по математическому моделированию посвящена программному пакету ЛОГОС – импортонезависимому отечественному ПО, разработанному в Госкорпорации «Росатом» для реализации инженерно-физического моделирования и проведения вычислительных экспериментов в решении различных задач науки и техники.
В планах Центра суперкомпьютерного моделирования НИЯУ МИФИ, курирующего «ВОММ-2023» – создание в университете опорного центра компетенций, где будет проходить обучение преподавателей работе с ЛОГОС для внедрения его в образовательные процессы нашего университета, включая филиалы, и других ВУЗов, а также для переподготовки специалистов. Для этого у МИФИ есть и опыт, и возможности: ещё в 2020 году, после того, как наш университет выиграл грант на развитие Международного научно-методического центра для обучения преподавателей ВУЗов, Отделом разработки информационных систем и технологий виртуальной и дополненной реальности ИИКС была создана «Платформа ДПО», в которую была интегрирована «Система управления обучения» (LMS), очень пригодившаяся в период онлайн-обучения во время пандемии.
«Время шло, появлялись новые задачи – например, финальный этап «Атомного урока» для школьных учителей в рамках проекта «Ледокол знаний» Росатома, обучение по проекту «ДНК России», «Цифровые кафедры», – рассказывает начальник Отдела разработки информационных систем и технологий виртуальной и дополненной реальности Сергей Немешаев. – С ростом задач мы стали расширять не только функциональность платформы, но и базовое информационное наполнение для быстрого старта работы по любому проекту. В том числе это делается и для качественного статистического анализа, например, до введения классификаторов у нас был случай, когда при регистрации должность «старший преподаватель» пользователи написали шестью(!) разными способами. Для «ВОММ-2023» мы также провели кастомизацию – сделали новую схему регистрации, добавили ограничения на запись только на один трек (были представлены треки «Аэро-Ггидро», «Прочность» и «Разработка»), внесли изменения в процессе тестирования и сдачи практических заданий».
Студенты, подавшие заявки на участие в Олимпиаде, сначала проходили на нашей платформе отборочный теоретический этап – тестирование. Рассказывает Андрей Хрестин – один из составителей теста и организаторов Олимпиады, инженер кафедры № 97 «Суперкомпьютерного моделирования инженерно-физических процессов» Института ЛаПлаз: «Задачи для теста разрабатывались нами по трём блокам – математическое моделирование, вопросы, связанные с выбранным треком, и вопросы о пакете ЛОГОС. Мы сделали так, что несколько задач требовали очень хорошей теоретической подготовки, но в то же время, там была и небольшая «лазейка»: так как олимпиада все-таки по моделированию, то решения можно было получить численно».
Из зарегистрированных 320 участников (из НИЯУ МИФИ с учетом филиалов участвовали 47 человек – больше, чем от других ВУЗов) теоретический этап прошли 56 человек, из них 18 – МИФИсты.
Второй этап, проходивший также дистанционно, включал в себя обучение работе в программном пакете ЛОГОС. В обучающую платформу были загружены учебные материалы, и в течение двух недель участникам олимпиады давалась возможность работать с программой удалённо: Суперцентр предоставил свои мощности студенческой исследовательской лаборатории, на которых установлен пакет.
Инженер кафедры № 97 Кирилл Терехин отмечает, что «доступ к программному пакету ЛОГОС заранее, до начала дня соревнований – это возможность его протестировать, попробовать решать в нем кейсовые задачи, узнать его функционал». В этом ребятам помогали учебные текстовые и видеоматериалы, размещенные на платформе ДПО.
Практический этап «ВОММ-2023» длился три дня. Задачи Олимпиады распределялись по трём трекам, каждый из которых связан с базовыми модулями ЛОГОС», решающими разные спектры физических задач: аэрогидрогазодинамики, тепломассопереноса и прочности, а также с модулем Платформа, с помощью которого можно объединить возможности модулей Аэро-Гидро Тепло и Прочность и решать мультифизические задачи – например, такие: посчитать теплообмен в контейнере для радиационных отходов, зная его геометрию и свойства материалов, и установить, как будут влиять на его конструкцию и тепловые режимы внешние механические факторы.
«Конечно, такие задачи можно решать и классическим путём: создавать физико-математическую модель, писать формулы, применять численные алгоритмы решения этих моделей, а затем имплементировать их в программный код, – рассказывает заместитель директора Центра суперкомпьютерного моделирования НИЯУ МИФИ, к.ф.-м.н. Евгений Степин. – В ПП ЛОГОС эта цепочка уже пройдена: в нём уже содержится широкий спектр физико-математических моделей и реализована возможность проводить высокопроизводительные расчёты, чтобы понимать, как работает процесс, как меняется явление в терминах математического моделирования – дополняя или полностью заменяя натурный эксперимент».
С заданиями второго этапа успешно справились 27 человек, среди которых 13 – студенты нашего университета. Опять-таки это лучший показатель среди ВУЗов-участников.
Комментируя «ВОММ-2023», директор по математическому моделированию Госкорпорации «Росатом» Дмитрий Фомичев отмечает востребованность математического моделирования: «В списке технологических направлений, необходимых сегодня Росатому, математическое моделирование и анализ инженерных данных занимает одну из верхних строк. Огромный пласт проектов, реализуемых в Госкорпорации, требует не просто навыков использования российских CAE-систем, приходящих на смену иностранным – очень важно уметь применять свои знания на практике при решении реальных технологических задач».
Заключительный очный этап «ВОММ-2023» состоится в НИЯУ МИФИ в ноябре, а в конце августа тех, кто прошел второй этап, ждёт «Летняя школа по цифровому моделированию»: в НИЯУ МИФИ для ребят прочитают лекции приглашённые докладчики – крупные специалисты в области математического моделирования и инженерно-физических расчётов, а на предприятии-партнёре олимпиады НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля пройдет интенсив по ЛОГОС. Отметим, что «Летняя школа» впервые включена в программу олимпиады.