Відділ математичного моделювання

Розробка та впровадження систем штучного інтелекту є невід'ємною частиною розробки сучасних систем керування та широкого спектру інтелектуального обладнання. Заснований на глибокому навчанні нейронних мереж, штучний інтелект є важливим доповненням засобів та інструментів класичного математичного моделювання.

У новому тисячолітті машинне навчання, як наука, що вивчає проблеми аналізу, обробки та подання даних у цифровому вигляді, – мейнстрім цифрових та комп'ютерних технологій. Й оскільки ця сфера розвивається семимильними кроками, професіонали стали все частіше оперувати термінами «слабкий штучний інтелект» та «сильний штучний інтелект». Під першим розуміється системи, що навчаються і здатні вирішувати окремі завдання, під другим – розумні системи, під силу яким інтелектуальне мислення та вистроювання причинно-наслідкових зв'язків на основі обробки різних даних. Таким чином, машинне навчання дає можливість зробити з робота аналітика, здатного на основі закономірностей побудувати прогноз для заданої величини або проаналізувати та скоригувати ефективність застосовуваної методики лікування, розподілу логістичних потоків, завантаженості виробничих ліній, виявити помилки в технології та ін.

Квантові обчислення становлять стратегічний інтерес майбутнього технологічного розвитку. Вони дозволяють, за своєю суттю, паралельно обчислювати неймовірно складні за своєю організацією специфічні завдання, які просто не під силу існуючим (і майбутнім) класичним суперкомп'ютерам.

Важливим напрямом є математичне моделювання та дослідження нестаціонарних фізичних процесів 3D-друку методом вибіркового лазерного плавлення (ВЛП) для виготовлення елементів техніки з титанових та жароміцних сплавів.

У якості методів дослідження використовуються теоретичні підходи які базуються на розв’язку системи нестаціонарних нелінійних диференціальних рівнянь математичної фізики, які описують процеси тепломасообміну та гідродинаміки.

Метою наукового напряму є розробка спеціалізованого програмно-методичного забезпечення (CFD-коду) для моделювання нестаціонарних фізичних процесів при вибірковому лазерному плавленні металевих порошків. Це дасть змогу глибше зрозуміти фізику явища, надати рекомендації щодо раціональних режимів роботи спеціалізованого обладнання, а також вдосконалити технологію 3D-друку методом вибіркового лазерного плавлення для виготовлення елементів військової техніки з титанових та жароміцних сплавів.

Чисельна реконструкція нестаціонарних процесів проводиться шляхом розв’язку рівнянь Нав’є-Стокса, теплопереносу та рівняння, що описує рух вільної поверхні. Спеціалізований CFD-код, що розробляється, дозволить ефективно та гнучко досягати необхідного рівня компромісу між обчислювальними ресурсами та якістю результатів. Будуть проводитись чисельні та експериментальні дослідження з вивчення фізичних явищ, що відбуваються під час вибіркового лазерного плавлення металевих порошків.

Розроблена модель дозволить краще зрозуміти фізику процесу ВЛП та відтворювати реальні фізичні явища в широкому діапазоні параметрів процесу. Таким чином, це прискорить розробку параметрів процесу для нових матеріалів і підвищить надійність процесу та виготовлених компонентів. В результаті будуть сформульовані нові технічні ідеї, запропоновані фізично обґрунтовані модифікації конструкцій ВЛП-обладнання, а також надані рекомендації щодо режимів їх експлуатації з метою забезпечення високих значень ефективності.