9 апреля профессору РАН, доктору физико-математических наук Андрею Леонидовичу Карчевскому исполнилось 50 лет. В Институте математики им. С.Л. Соболева СО РАН юбиляр выступил с докладом на семинаре.

— Как получилось, что от Вас — сотрудника ИМ СО РАН, в котором, как может показаться, занимаются сугубо абстрактными проблемами, на семинаре мы услышали о содержании метана в угле, об угольных пластах и прочих сугубо практических вещах?

— Я представил совместную с коллегами из ИГД СО РАН Ларисой и Леонидом Назаровыми работу по определению газокинетических характеристик угля. Безопасность добычи угля очень актуальна. Прежде чем начинать процесс, проводится дегазация участка, готовящегося к выемке. Один из методов — бурение скважин. Коэффициент диффузии газа в угле отвечает за частоту бурения, по величине газосодержания можно прогнозировать начало очистных работ. Известные методики дают требуемые параметры весьма приблизительно. Используемые физические модели просты, а некоторые приборы — достаточно громоздки. Коллеги из ИУ СО РАН и ИФП СО РАН создали метод и компактный аппарат для измерения термобарических характеристик газоносных пластов. В емкость загружается угольный шлам, из которого выделяется метан, растет давление газа в емкости, фиксируемое датчиком. Затем емкость вскрывается и проводится гранулометрический анализ шлама. Эта информация служит для определения газокинетических характеристик угля. С математической точки зрения это обратная задача. В ИГД СО РАН была создана математическая модель выделения метана из угольного шлама, помещенного в емкость, проведено первоначальное исследование обратной задачи. От ИМ СО РАН я занимался созданием численных методов решения прямой и обратной задач и их апробацией на реальных данных.

— Почему обратились именно к Вам?

— Я работаю в Отделе условно-корректных задач. Еще в НГУ меня привлекли прикладные задачи, я выбрал специализацию у д.ф.-м.н. С.И. Кабанихина (ныне чл.-корр. РАН, директор ИВМиМГ СО РАН), занимающегося численными методами решения обратных и некорректных задач в Лаборатории волновых процессов. Мои учителя со студенческой скамьи настраивали меня на работу с реальными прикладными задачами.

Я участвовал в интеграционных проектах СО РАН, научное руководство которыми осуществляли чл.-корр. РАН В.Г. Романов и С.И. Кабанихин. Благодаря широкому научному кругозору и высокой научной квалификации им удавалось создавать сильные научные коллективы, которые решали интересные практические задачи.

Когда я только начал вникать в задачи геофизики, стало понятно, что я не могу делать с задачей все, что угодно, а только то, что позволяет практика. Например, во время работы над обратной задачей сейсмики, инициированной академиком С.В. Гольдиным, теория провоцировала выбрать в качестве источника направленный взрыв, тогда сложная обратная задача расщепляется на серию последовательно решаемых относительно простых обратных задач.

А вот практика вносила ограничение — такого вида источник дорог и в геологоразведке не используется. Возможный выбор — взрыв как центр расширения. Это усложняет решение задачи, но соответствует действительности. Опыт общения с геофизиками помог в дальнейшей работе с учеными-практиками из других областей науки.

— В каких, например?

— В совместной работе с И.Н. Ельцовым и М.А. Пудовой нам удалось провести оценку чувствительности амплитудно-фазовых измерений зондами ВИКИЗ к электрофизическим характеристикам среды. Исследование проводилось для скважинного комплекса СКЛ — совместной разработки ИНГГ СО РАН и НПП ГА «Луч». Оказалось, возможность одновременного определения электропроводности и диэлектрической проницаемости обусловлена соотношением между этой парой свойств среды и диапазоном частот, на которых проводится зондирование. Было введено понятие опорной частоты как характеристики среды, определяемой по ее средним электропроводности и диэлектрической проницаемости. Если опорная частота среды находится внутри диапазона частот прибора, можно рассчитывать на успешное восстановление обеих электрофизических характеристик. Совместно с А.А. Дучковым был предложен метод определения величины потока тепла из недр Земли, который был апробирован на данных температурного мониторинга осадков оз. Телецкое. Величина теплового потока является одной из характеристик геодинамического состояния региона. Существовала проблема: по данным из различных временных интервалов определялись различные значения потока, разброс в значениях мог быть до двух раз. При помощи математического моделирования мы показали, что влияние на определение данной величины могут оказывать гармоники колебаний температуры, значительно превышающие используемый временной интервал. Выявление таких гармоник из долговременных температурных наблюдений позволило получить для каждого отдельного временного интервала поправки и определить величину теплового потока с приемлемой точностью.

И.В. Марчук и О.А. Кабов предложили исследовать процесс переноса в области динамической трехфазной контактной линии «твердое тело — жидкость — пар». Неполное понимание данных процессов сдерживает исследования целого ряда явлений, таких как кипение, кавитация, ручейковые течения, разрушение пленок жидкости, растекание и испарение капель, капельная конденсация и пр. Изучение этих процессов требует определения потока тепла на недоступной для измерений части границы твердого тела. Математически задача свелась к решению задачи Коши для уравнения Лапласа, которая является старейшей некорректной задачей. Нам удалось не только предложить эффективный численный метод ее решения, но и обработать поток данных, полученных в лабораторных экспериментах.

Работали с американцами над предложенным д.ф.-м.н. М.В. Клибановым методом дистанционного обнаружения мин и поясов шахидов и его апробацией на данных, предоставленных военными.

На протяжении многих лет поддерживаем контакты с казахстанскими учеными. С д.ф.-м.н. К.Т. Искаковым под руководством чл.-корр. РАН С.И. Кабанихина мы решали задачу подповерхностной электроразведки. С помощью георадара была проведена проверка качества состояния взлетной полосы аэродрома и исследован курган. В проблемном месте бетонной толщи взлетной полосы был обнаружен обломок трубы. Курган оказался уже разграбленным, но одну старинную монету мы все-таки нашли.

— Что же объединяет столь различные задачи?

— В основе математического исследования данных задач лежит теория обратных и некорректных задач. Сама теория родилась как запрос практиков к теоретикам. Ее созданию послужили теоретические работы академиков А.Н. Тихонова и М.М. Лаврентьева, чл.-корр. АН В.К. Иванова. А последующие работы их учеников стали ее развитием и применением к решению практических задач.

— Получается, что математики занимаются не абстрактными проблемами, а жизненно важными задачами, которые имеют отношение к практике?

— Совершенно верно. Даже если на первый взгляд какие-то результаты совсем уж оторваны от жизни, то в будущем они обязательно найдут свое применение. Очень жаль, что практика интеграционных проектов сейчас приостановлена. Надеюсь, что она будет возрождена.

Похожие новости

  • 28/01/2016

    Программа празднования Дней российской науки в СО РАН

    ​​8 февраля — День российской науки. Во всех научных центрах Сибирского отделения РАН с 8 по 12 февраля состоятся праздничные мероприятия. В Дни открытых дверей в институтах можно будет посетить научные лаборатории, увидеть уникальное оборудование и приборы, послушать лекции по актуальным вопросам науки, побеседовать с ведущими учеными, посмотреть фильмы о науке.
    4092
  • 21/10/2016

    Сергей Кабанихин: решение обратных задач важно для человечества

    ​Говорят, рассуждение Платона о том, что человечеству в процессе познания порой доступны только тени на стене пещеры и эхо, явилось предвестником решения Аристотелем задачи восстановления формы Земли по ее тени на Луне.
    4309
  • 26/12/2016

    Академик Александр Асеев: «За 300-летнюю историю РАН бывали времена и более тяжелые, чем сейчас»

    ​23 декабря в новосибирском Академгородке состоялась научная сессия Общего собрания Сибирского отделения РАН, на которой выступили с докладами ученые, пополнившие ряды Академии в 2016 году. Сообщения были посвящены персонализированной медицине, освоению запасов углеводородов на Крайнем Севере, визуализации нервной системы, информационным технологиям агропромышленного комплекса, а также работе Новосибирского государственного университета в рамках стратегических академических единиц.
    2610
  • 09/11/2018

    Круглый стол «Цифровая экономика "умного города"» прошел в новосибирском Академгородке

    Партнерство в сфере цифровых технологий для нужд мегаполисов обсудили представители власти, бизнеса и науки на круглом столе «Цифровая экономика "умного города": перспективы практического применения технологий» в Новосибирске, в рамках форума «Азиатские встречи», совместно с представителями КНР, Королевства Камбоджа, Монголии, Лаоса.
    857
  • 15/12/2016

    2,4 га будут переданы сотрудникам 30-ти институтов Сибирского отделения РАН

    ​В Новосибирской области на территории Академгородка, одного из важнейших научных центров России, к 2021 году будут построены три многоквартирных жилых дома для 311 работников 30 институтов Сибирского отделения Российской академии наук, являющихся участниками жилищно-строительного кооператива "Бозон".
    2626
  • 26/01/2019

    Михаил Котюков встретился с руководством сибирских научных организаций

    ​В новосибирском Академгородке состоялось совещание министра науки и высшего образования Российской Федерации Михаила Михайловича Котюкова с руководителями научных организаций и ректорами вузов Сибири, посвященная национальному проекту «Наука».
    1211
  • 20/05/2019

    В рамках празднования Городских дней науки – 2019 награждены победители конкурсов грантов и премий мэрии Новосибирска

    ​В рамках празднования Городских дней науки – 2019 мэр Анатолий Локоть наградил победителей конкурсов грантов и премий мэрии Новосибирска и 10 предприятий, показавших высокие научные результаты и инновационную активность.
    954
  • 28/11/2018

    Институты СО РАН представили «Татнефти» цифровые модели и коммерческие разработки

    ​27 ноября 2018 года в Новосибирске состоялось рабочее совещание СО РАН и «Татнефти», на котором были представлены разработки институтов по математическому и цифровому  моделированию скважин, месторождений, трубопроводов, были предложены методы планирования и оптимизации работ.
    1502
  • 07/03/2017

    В Новосибирске женщинам-ученым вручили премии «Академина 2016»

    В преддверии празднования Международного женского дня губернатор Новосибирской области Владимир Городецкий поздравил женщин, которые добились высоких результатов в сфере науки. Это победители конкурса, проведённого в рамках фестиваля «Академина».
    2820
  • 20/05/2019

    Городские дни науки-2019: КЛАССный учёный

    С 2017 года в рамках городских дней науки проходят выездные лекции для школьников — проект «КЛАССный ученый». Он создан для того, чтобы ученики разных школ Новосибирска узнали, что такое настоящая наука, какие работы в разных областях знаний сейчас находятся на передовом её крае, а также вживую пообщались с исследователями из научных институтов, вузов и образовательных организаций нашего города.
    754