Темы курсовых работ (бакалавриат: физика, нанотехнологии и микросистемная техника) по кафедре вычислительной физики, предлагаемых в 2018-2019 уч. году
Тема 1: Конструирование эффективных потенциалов межатомарного и межмолекулярного взаимодействия
Научный руководитель: д.ф.-м.н. Мокшин Анатолий Васильевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физика жидкости, Теория моделирования и визуализации в физике, Физические методы исследования твердых тел.
Краткое описание: Предполагается решение актуальной задачи физики конденсированного состояния, связанной с разработкой принципиально нового семейства потенциалов межчастичного взаимодействия. Предполагаются индивидуальные занятия по «Моделированию молекулярной динамики»; «Программированию на языке C+, С#»; «Работе в специализированных пакетах MatLab и Mathematica». Работа будет выполняться в рамках научно-исследовательского проекта РФФИ "Релаксационные и транспортные процессы в высокоплотных равновесных и переохлажденных жидкостях: От атомистической динамики к обобщенной гидродинамике".
Тема 2: Исследование особенностей в вязкости аморфообразующих металлических расплавов
Научный руководитель: д.ф.-м.н. Мокшин Анатолий Васильевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физика жидкости, Теория моделирования и визуализации в физике, Физические методы исследования твердых тел.
Краткое описание: Работа связана с решением задачи по выявлению ключевых критериев, влияющих на аморфизацию металлических расплавов и получением таких перспективных материалов как металлические стекла. Предполагается тесное сотрудничество с группой экспериментаторов из Физико-Технического Института УрО РАН (г. Ижевск).Работа будет выполняться в рамках научно-исследовательского проекта РФФИ "Релаксационные и транспортные процессы в высокоплотных равновесных и переохлажденных жидкостях: От атомистической динамики к обобщенной гидродинамике".
Тема 3: Динамика сетки водородных связей в водородсодержащих соединениях при сверхкритических условиях
Научный руководитель: к.ф.-м.н. Хуснутдинов Рамиль Миннегаязович;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физика жидкости, Теория моделирования и визуализации в физике, Физические методы исследования твердых тел.
Краткое описание: Работа посвящена исследованию структуры и временной эволюции сетки водородных связей в органических макромолекулах. Предполагаются индивидуальные занятия по «Вычислительной физике»; «Программированию на языке C/C++».
Тема 4: Микроскопическая динамика аморфного металлического сплава ZrCuAg: теория и моделирование
Научный руководитель: к.ф.-м.н. Хуснутдинов Рамиль Миннегаязович;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физика жидкости, Теория моделирования и визуализации в физике, Физические методы исследования твердых тел.
Краткое описание: Работа связана с моделированием и теоретическим описанием структуры и микроскопической динамики трехкомпонентного металлического расплава ZrCuAg вблизи перехода жидкость-стекло. Предполагается тесное сотрудничество с научным коллективом из УрО РАН (г. Ижевск).
Тема 5: Исследование физической поверхности Луны и ее гравитационного потенциала на основе методов фрактального анализа
Научный руководитель: д.ф.-м.н. Нефедьев Юрий Анатольевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Астрофизика, Оптическая спектроскопия, КСЕ;
Краткое описание: Работа связана с исследованием методами фрактального анализа и на основе сравнения коэффициентов фрактального подобия физической поверхности Луны и ее гравитационного поля на основе современных спутниковых наблюдений. Работа будет выполняться в рамках совместных проектов с ГЕОХИ РАН, ГАИШ МГУ и Калифорнийским университетом. Данная работа будет выполняться в рамках проекта САЕ "Селенодезия" и грантов РФФИ 15-02-01638-a, 16-32-60071-mol-dk-a и 17-35-50099мол_нр.
Тема 6: Моделирование фрактальных кластеров метеороидных объектов
Научный руководитель: д.ф.-м.н. Нефедьев Юрий Анатольевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Астрофизика, Оптическая спектроскопия, КСЕ;
Краткое описание: Работа связана с моделированием фрактальных кластеров метеороидных объектов на основе данных наземных и космических наблюдений. Работа будет выполняться в рамках совместного проекта с ГАИШ МГУ. Данная работа будет выполняться в рамках проекта САЕ "Селенодезия" и грантов РФФИ 15-02-01638-a, 16-32-60071-mol-dk-a и 17-35-50099мол_нр.
Тема 7: Реконструкция и параметризация эффективных потенциалов взаимодействия для систем с нетривиальным поведением
Научный руководитель: к.ф.-м.н., Галимзянов Булат Наилевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Компьютерное моделирование, Теория моделирования и визуализации в физике.
Краткое описание: Будет решаться актуальная задача, связанная с разработкой эффективных потенциалов взаимодействия для воспроизведения свойств систем, характеризующихся сложным поведением. Основное внимание будет уделено описанию коллективных эффектов, возникающих в этих системах. Предполагается выполнение крупномасштабных молекулярно-динамических расчётов. Работа будет выполняться в рамках научно-исследовательского проекта РФФИ "Релаксационные и транспортные процессы в высокоплотных равновесных и переохлажденных жидкостях: От атомистической динамики к обобщенной гидродинамике".
Тема 8: Структурно-фазовые трансформации в кристаллизующихся конденсированных системах мезоскопических размеров
Научный руководитель: к.ф.-м.н., Галимзянов Булат Наилевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Компьютерное моделирование, Теория моделирования и визуализации в физике, Физика жидкости, Физические методы исследования твердых тел.
Краткое описание: Предполагается решение актуальной задачи, связанной с количественной оценкой и теоретическим описанием характеристик кристаллизации переохлажденных конденсированных систем мезоскопических размеров. Основное внимание будет уделено оценке морфологии и кинетики роста кристаллических структур для широкой температурной области. Работа будет выполняться в рамках научно-исследовательского проекта РФФИ "Релаксационные и транспортные процессы в высокоплотных равновесных и переохлажденных жидкостях: От атомистической динамики к обобщенной гидродинамике".
Тема 9: Анализ статистических закономерностей в динамике показателей солнечной активности методами вычислительной физики
Научный руководитель: старший преподаватель Демин Сергей Анатольевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Теория моделирования и визуализации в физике; Современная оптика; Работа в специализированных пакетах MatLab и Mathematica; Космология; курсы по выбору, реализуемые научным руководителем на кафедре вычислительной физики.
Краткое описание: В ходе выполнения работы в рамках одного из методов вычислительной физики – фликкер-шумовой спектроскопии (ФШС) будет проведено исследование эффектов нестационарности и кросс-корреляционных взаимосвязей, выявляемых в динамике показателей солнечной активности. Работа предполагает знакомство с основными соотношениями и понятиями ФШС; построение для них численных алгоритмов в пакете прикладных программ MATLAB; дальнейший анализ временных сигналов показателей солнечной активности с целью достижения поставленных в работе целей. Студент-автор научно-исследовательской работы станет участником одной из студенческих конференций, проводимых на территории России. В ходе выполнения работы предполагается активное взаимодействие с профессором С.Ф. Тимашевым (НИФХИ им. Л.Я. Карпова, г. Москва).
Тема 10: Исследование динамических и спектральных особенностей в сигналах электроэнцефалограмм человека в различных когнитивных ситуациях
Научный руководитель: старший преподаватель Демин Сергей Анатольевич;
Место выполнения работы: Кафедра вычислительной физики ИФ;
Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Теория моделирования и визуализации в физике; Работа в специализированных пакетах MatLab и Mathematica; Биофизика; Магнитно-резонансная томография; курсы по выбору, реализуемые научным руководителем на кафедре вычислительной физики.
Краткое описание: Настоящаяработа направлена на исследование авто- и кросс-корреляций в сигналах ЭЭГ человека в разных когнитивных ситуациях на основе использования методов вычислительной физики. Исследование предполагает построение численных алгоритмов для физиологических временных сигналов в специализированном пакете прикладных программ MATLAB; дальнейший поиск критериев с целью выявления различий в функционировании мозга испытуемых в разных когнитивных ситуациях. Экспериментальные данные уже получены в ходе международного сотрудничества. Планируется участие студента в качестве соавтора в одной из публикаций в журнале, индексируемом базой цитирования SCOPUS. В ходе выполнения работы студент будет активно взаимодействовать с Голдсмитским колледжем Лондонского университета для интерпретации промежуточных результатов (Prof., Dr.J. Bhattacharya).
