Возможные темы научно-исследовательских работ студентов
I . Теоретическая и вычислительная физика
1.1. Расчётные и теоретические исследования взаимодействия мощных ультракоротких лазерных импульсов с различными мишенями. К.ф.-м.н. Е.А. Говрас.
Работа проводится в интересах поддержки и прогнозирования экспериментов на установках ЦЛФИ РФЯЦ-ВНИИТФ при тесном взаимодействии руководителя и студента.
Направления работ:
1) получение пучков ускоренных ионов и электронов для различных практических применений;
2) радиография быстропротекающих процессов;
3) генерация ударных волн и гидродинамических течений мощными лазерными импульсами;
4) изучение механизмов поглощения лазерного излучения плазмой и создание соответствующих физико-математических моделей.
В рамках каждого направления работ возможна формулировка отдельных подзадач с перспективой развития в бакалаврскую и магистерскую дипломные работы. По достижении необходимого задела по итогам выполнения магистерской дипломной работы возможна формулировка темы работы для обучения в аспирантуре НИЯУ МИФИ.
Подробный план работы составляется после обсуждения конкретной (под)задачи.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: не менее 4-х семестров в объёме учебных программ кафедр 32, 31 и 97.
Дополнительные курсы выбираются руководителем темы по согласованию с профильной кафедрой из числа курсов учебных программ кафедр ЛаПлаз или даются для самостоятельного изучения в период обучения в магистратуре НИЯУ
1.2. Исследования структурных и термодинамических свойств сильнонеидеальной плазмы. Н.с. А.Л. Фальков, выпускник аспирантуры НИЯУ МИФИ, д.ф.-м.н. П.А. Лобода, проф. каф. 32 НИЯУ МИФИ.
1.2.1. Описание динамики кластеров нескольких частиц в жидкости методами псевдоатомной молекулярной динамики.
Подзадачи:
1) определение относительной доли, характерных времён формирования, существования и разрушения многочастичных кластеров в зависимости от термодинамических условий; описание эволюции многочастичных пространственных функций распределения при изменении плотности и температуры плазмы; определение условий возбуждения вращательных и колебательных степеней свободы для многочастичных кластеров;
2) определение условий формирования дальнего порядка в плотной плазме;
3) моделирование перестроения структуры ближнего порядка при изменении плотности и температуры тёплого плотного вещества, поиск взаимосвязи структуры ближнего порядка и экспериментально наблюдаемых нерегулярностей на кривых коэффициентов вязкости, диффузии и поверхностного натяжения расплавов металлов;
4) моделирование формирования кластеров при прохождении ударной волны;
5) оценка влияния дополнительных степеней свободы на термодинамику тёплого плотного вещества.
1.2.2. Применение вейвлет-анализа для численного решения системы интегро-алгебраических уравнений Орнштейна-Цернике для парных корреляционных функций. Сопряжение вейвлет-методики c матричными алгоритмами решения уравнений.
На основе решения подзадач первого направления возможно выполнение бакалаврской и магистерской дипломных работ. По достижении необходимого задела по итогам выполнения магистерской дипломной работы возможна формулировка темы работы для обучения в аспирантуре НИЯУ МИФИ. Второе направление предлагается для ознакомительной практики и выполнения бакалаврской дипломной работы.
Подробный план работы будет сформулирован после обсуждения конкретной (под)задачи.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: не менее 4-х семестров в объёме учебных программ кафедр 32, 31 и 97.
Дополнительные курсы выбираются руководителем темы по согласованию с профильной кафедрой из числа курсов учебных программ кафедр ЛаПлаз или даются для самостоятельного изучения в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ.
1.3. Моделирование профилей спектральных линий в плазме. М.н.с. А.Ю. Летунов, аспирант НИЯУ МИФИ, д.ф.-м.н. П.А. Лобода, проф. каф. 32 НИЯУ МИФИ.
1.3.1. Моделирование профилей спектральных линий водорода в сильных магнитных полях с учетом теплового движения ионов плазмы.
Задача предполагает теоретическое исследование влияния магнитного поля на различные механизмы уширения спектральных линий в плазме и написание программы расчёта профилей спектральных линий водорода для условий диверторной плазмы токамака, когда необходимо учитывать влияние теплового движения ионов на формирование профиля линии с учётом эффектов Штарка и Зеемана.
Данная задача предлагается для выполнения дипломной работы в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ. По достижении необходимого задела по итогам выполнения магистерской дипломной работы возможна формулировка темы работы для обучения в аспирантуре НИЯУ МИФИ.
Подробный план работы будет сформулирован после обсуждения задачи.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: магистры кафедр 32, 31, 97, 21, 37 и 69.
Дополнительные курсы даются для самостоятельного изучения в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ (теория уширения спектральных линий в плазме, атомная физика).
1.3.2. Изучение влияния теплового движения заряженных частиц на функцию распределения электрического микрополя с помощью метода Маркова.
Работа является подзадачей более общей задачи 1.5.1.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: не менее 4-х семестров в объёме учебных программ кафедр 32, 31, 97 и 21.
Дополнительные курсы выбираются руководителем темы по согласованию с профильной кафедрой из числа курсов учебных программ кафедр ЛаПлаз.
1.4. Исследования по физике плазменных резонансных сред. Д.ф.-м.н. П.А. Лобода, проф. каф. 32 НИЯУ МИФИ.
Рассмотрение возможности существования лазерного эффекта на переходах ионов железа в небулярной плазме, характерной для околозвёздных газовых туманностей и звёздных атмосфер. Оценка коэффициентов усиления слабого сигнала.
В рамках темы возможна формулировка отдельных подзадач с перспективой развития в бакалаврскую и магистерскую дипломные работы.
Подробный план работы будет сформулирован после обсуждения задачи.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: не менее 6-ти семестров в объёме учебных программ кафедр 32, 31, 97 и 37.
Дополнительные курсы выбираются руководителем темы по согласованию с профильной кафедрой из числа курсов учебных программ кафедр ЛаПлаз или даются для самостоятельного изучения в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ (атомная физика и спектроскопия).
1.5. Исследования по электродинамике сплошных сред. Д.ф.-м.н. Ю.И. Матвеенко, м.н.с. М.М. Хохлов.
Изучение механизмов формирования и распространения магнитогидродинамического электромагнитного импульса от источника мгновенного энерговыделения в ионосфере Земли. Разработка физико-математической модели. Проведение расчетов. Сопоставление с известными экспериментальными данными.
В рамках темы возможна формулировка отдельных подзадач с перспективой развития в бакалаврскую и магистерскую дипломные работы.
Подробный план работы будет сформулирован после обсуждения задачи.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: не менее 6-ти семестров в объёме учебных программ кафедр 32, 31 и 97.
Дополнительные курсы выбираются руководителем темы по согласованию с профильной кафедрой из числа курсов учебных программ кафедр ЛаПлаз или даются для самостоятельного изучения в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ.
1.6. Разработка модели и методики расчета нелокального электронного теплопереноса в мишенях ИТС. К.ф.-м.н. В.А. Лыков.
Реалистическое описание электронного теплопереноса является актуальной проблемой моделирования мишеней ИТС, поскольку непосредственное совместное решение уравнений газодинамики и спектрального кинетического уравнения Ландау для электронов является крайне сложной задачей. На основе опубликованных работ предлагается разработать новую модель и эффективную методику расчета нелокального электронного теплопереноса совместно с уравнениями газовой динамики для численного моделирования мишеней ИТС.
Данная задача предлагается для выполнения дипломной работы в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ.
Подробный план работы будет сформулирован после обсуждения задачи.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: магистры кафедр 32, 31 и 97.
Дополнительные курсы даются руководителем темы для самостоятельного изучения в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ (физика плазмы мишеней ИТС).
1.7. Компьютерное моделирование свойств веществ и материалов. Д.ф.-м.н. В.В. Дрёмов, к.ф.-м.н. А.В. Караваев, к.х.н. А.А. Рыкунов.
Целью работы является построение из первых принципов (с минимальной опорой на экспериментальные данные) комплексных прогностических моделей поведения веществ и материалов в условиях высокой концентрации энергии. Инструментом исследований является атомистическое моделирование (квантовая и классическая молекулярная динамика), позволяющее получать макроскопические характеристики материалов и веществ исходя только из их атомарного состава и микроструктуры.
Направления работ:
1) моделирование процессов в конструкционных и специальных материалах под действием радиационных нагрузок, приводящих к изменению микроструктуры;
2) построение широкодиапазонных уравнений состояния веществ с учетом фазовых/полиморфных переходов, диссоциации и ионизации;
3) построение моделей упруго-пластического поведения материалов при сверхвысоких скоростях деформации;
4) построение моделей кинетики фазовых/полиморфных переходов в веществах при сверхвысоких скоростях деформации;
5) разработка методов расчета прочностных свойств материалов из первых принципов;
6) моделирование старения материалов — прогнозирование деградации физических и механических свойств материалов в процессе эксплуатации;
7) атомистическое моделирование процессов в аддитивных технологиях (формирование первичной микроструктуры, управление микроструктурой при 3D печати).
В рамках каждого направления работ возможна формулировка отдельных подзадач с перспективой развития в бакалаврскую и магистерскую дипломные работы. По достижении необходимого задела по итогам выполнения магистерской дипломной работы возможна формулировка темы работы для обучения в аспирантуре НИЯУ МИФИ.
Подробный план работы составляется после обсуждения конкретной (под)задачи.
Необходимый минимальный уровень подготовки студента: не менее 4-х семестров в объёме учебных программ кафедр 32, 31, 97, 4 и 70.
Дополнительные курсы выбираются руководителем темы по согласованию с профильной кафедрой из числа курсов учебных программ кафедр ЛаПлаз или даются для самостоятельного изучения в период обучения в магистратуре НИЯУ МИФИ.