Лазарева Галина Геннадьевна

  • профессор (Кафедра вычислительной математики ММФ)

Контактная информация

О себе

Лазарева Галина Геннадьевна, 1971 года рождения, работает в Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН с марта 2004 года. В 1992 году она закончила Новосибирский государственный университет, в 1994 году получила степень магистра математики в Новосибирском государственном университете. В декабре 2003 года закончила аспирантуру очной формы обучения в Институте вычислительных технологий СО РАН с защитой кандидатской диссертации на тему «Численное моделирование усиления ударных волн в пузырьковых средах». В ноябре 2008 года получила звание доцента по кафедре Математического Моделирования. В октябре 2012 защитила диссертацию «Математическое моделирование многофазной газодинамики с учетом гравитации на суперЭВМ» по специальности 05.13.18, «математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Научные интересы Г.Г. Лазаревой связаны с математическим моделированием в механике, астрофизике, геологии и биологии. Лазарева Г.Г. является автором более 40 статей, постоянно выступает на Международных и всероссийских Конференциях, участвует в подготовке и проведении научных мероприятий. Лазарева Г.Г. участвовала с качестве исполнителя в выполнении проектов Российского фонда фундаментальных исследований, программ фундаментальных исследований ОФН РАН, проектов Программы Президиума Российской академии наук, программ СО РАН по супер-ЭВМ, фонда «Ведущие научные школы», программ Рособразования "Развитие научного потенциала ВШ" и ФЦП. Г.Г. Лазарева сочетает научную работу с научно-организационной и педагогической деятельностью. Она является доцентом кафедры Математического моделирования Механико-математического факультета НГУ. С 2002 по 2007 годы Г.Г. Лазарева являлась ученым секретарем кафедры Математического моделирования. С 2008 года выполняет обязанности заместителя декана ММФ по курсу. Г.Г. Лазарева вела семинарские занятия на ММФ НГУ, читала курс лекций на 3 курсе Высшего колледжа информатики НГУ. В настоящее время Г.Г. Лазарева читает спецкурс «Математическое моделирование динамики сжимаемой жидкости и газа» для магистрантов ММФ. Г.Г. Лазарева постоянно руководит подготовкой дипломных работ бакалавров и магистрантов. Опубликованы три учебных пособия. Г.Г. Лазарева является соавтором программ курсов и магистерской программы «Mathematical and Computer Modeling in Mechanics» на английском языке, принимает участие в подготовке профиля кафедры. В 2014 году является членом команды проекта НГУ «Англоязычная программа `Applied Mathematics and Stochastics’».

Карьера

  • ИВМиМГ СО РАН, снс (с 2004)

Публикации

  1. Статья. Vshivkov, Vitaly A.; Lazareva, Galina G.; Snytnikov, Alexei V.; Kulikov, Igor M.; Tutukov, Alexander V. Computational methods for ill-posed problems of gravitational gasodynamics  //  Journal of Inverse and Ill-posed Problems. 2011. V. 19, I. 1. P. 151-166.
    A new numerical model of a galaxy interaction in gasodynamical approach is considered. In this model the equations of a gas dynamics with a cold function and the Poisson equation for a gravity potential are solved. A total system of equations is ill-posed. It allows us to describe a gravitational instability of astrophysical processes. As an example, the results of the collapse simulation are presented. The gas dynamic system of equations is solved by the Fluids-in-Cell (FlIC) method with the energy balance correction. Using the 3D Cartesian simulation a rotation, a self-consistent gravitational field, a complex central body geometry and a gas temperature were taken into account. A parallel implementation of the method for the simulation of various galaxy interaction scenarios was used in the model. Also, a research of the numerical model application range for various collision velocities and a mass relation of gas and star components was made here.
  2. Статья. Vshivkov V., Lazareva G., Snytnikov A., Kulikov I., Tutukov A. Hydrodynamical Code for Numerical Simulation of the Gas Components of Colliding Galaxies  //  The Astrophysical Journal Supplement Series. 2011. V. 194. N. 2. P. 46-57. The Astrophysical Journal Supplement Series. 2011. V. 194, 47. 12 pp.
  3. Статья. Гребенев В.Н., Назаренко С.В., Шваб И.В., Чиркунов Ю.А., Лазарева Г.Г., Штырина О.В., Медведев С.Б. Автомодельное решение нелинейного уравнения диффузии для спектральной плотности энергии турбулентности  //  Вычислительные технологии, Т. 19, № 1, 2014, стр. 63-73. Изучается нелинейное вырождающееся уравнение диффузии для феноменологического описания турбулентности, ассоциированное с моделью Лейта. Дано аналитическое обоснование существования автомодельного режима для спектральной плотности энергии турбулентности E(k, t) в пространстве волновых чисел k и проведено численное исследование поведения траекторий в фазовом пространстве соответствующей динамической системы. Рассматриваемое уравнение построено таким образом, что возникают два стационарных решения: колмогоровский спектр, соответствующий каскадному состоянию, и термодинамическое распределение, которое устанавливается в системе. Стационарное состояние в данной модели состоит из "нелинейной смеси" постоянного потока и термодинамической компоненты. Автомодельный режим модели реализуется как автомодельное решение второго рода, для которого формирование спектра на больших волновых числах происходит за конечное время, что было показано ранее в результате численных экспериментов в случае исчезающей вязкости и отсутствия внешних сил воздействия.
  4. Статья. Вшивков В.А., Лазарева Г.Г., Снытников А.В. Адаптивное изменение массы модельных частиц при моделировании тлеющего ВЧ-разряда в силановой плазме  //  Вычислительные технологии 2008. Т. 13, N 1, С. 22-30. Описана численная модель тлеющего ВЧ-разряда в силановой плазме на основе метода частиц в ячейках. Представлена новая модификация метода частиц, базирующаяся на адаптивном изменении масс модельных частиц. Показано, что моделирование рекомбинации положительных ионов происходит с более низким уровнем нефизических шумов при использовании представленной модификации метода частиц. Результаты численных расчетов сравниваются с экспериментальными данными и результатами моделирования на основе гидродинамического подхода. Расчеты проведены на кластере НКС-160 (Сибирский суперкомпьютерный центр, г. Новосибирск).
  5. Статья. Тутуков А.В., Лазарева Г.Г., Куликов И.М. Газодинамика центрального столкновения двух галактик: слияние, разрушение, пролет, образование новой галактики  //  Астрономический журнал. 2011. Т. 88, № 9. С. 837-851.
  6. Статья. Лазарева Г.Г. Комплекс параллельных программ для моделирования динамики ударных волн в пузырьковых системах  //  Вестник НГУ. Серия: Математика, механика, информатика. – 2012. - Том 11, Вып. 2. С. 41-55. Рассмотрен комплекс программ для пространственного моделирования взаимодействия плоской ударной волны с аксиальным пузырьковым кластером сложной геометрии, в том числе цилиндрической, сферической, тороидальной и их комбинации. Используемая двухфазная математическая модель Иорданского–Когарко–ван Вингардена состоит из системы уравнений газовой динамики для средних характеристик течения и уравнения Релея для газового пузырька. Применение разработанного параллельного алгоритма позволяет оптимизировать набор параметров течения для генерации направленного излучения заданной интенсивности.
  7. Статья. Г. Г. Лазарева, В. В. Миронова, Н. А. Омельянчук, И. В. Шваб, В. А. Вшивков, Д. Н. Горпинченко, С. В. Николаев, Н. А. Колчанов Математическое моделирование морфогенеза растений  // СибЖВМ. 2008. Т. 11. N 2. С. 151-166. Современные тенденции в биологии требуют анализа огромного массива уже накопленной информации с помощью математического моделирования биологических процессов с целью выяснения некоторых закономерностей, доказательства гипотез и предсказаний. Развитие организмов представляется особенно интересным для математического моделирования потому, что объединяет большое количество процессов разного типа, изменяющихся во времени и пространстве. В данной статье авторы проводят обзор существующих моделей процессов, происходящих во время развития растения. Произведена классификация моделей и дано описание подходов и математических методов к наиболее трудным с точки зрения моделирования задачам.
  8. Статья. Е. А. Берендеев, А. В. Иванов, Г. Г. Лазарева, А. В. Снытников Моделирование на суперЭВМ динамики плазменных электронов в ловушке с инверсными магнитными пробками и мультипольными магнитными стенками  // Вычислительные методы и программирование, Т.14, №1. 2013, стр. 149-154. Рассмотрена задача моделирования динамики плазменных электронов в ловушке с инверсными магнитными пробками и мультипольными магнитными стенками. Модель построена на основе модифицированного метода частиц в ячейках. Сложный характер исследуемых процессов и необходимая высокая точность потребовали разработки параллельного алгоритма, позволяющего за разумное время рассчитывать траектории миллиардов частиц. Для равномерной и полной загрузки вычислительных узлов выполнена смешанная эйлерово-лагранжева декомпозиция с учетом динамического шага по времени. Такой подход позволяет достичь высокой масштабируемости параллельного алгоритма и существенно ускорить вычисления.
  9. Статья. Лазарева Г.Г., Полянский О.П., Федорук М.П., Бабичев А.В., Вшивков В.А., Ревердатто В.В. Нестационарная модель конвективных мантийных течений в приближении слабосжимаемой жидкости  //  Вычислительные технологии. 2011. Т. 16. № 5. С. 67-79. Представлена новая нестационарная модель течений в мантии Земли в приближении сжимаемой жидкости. Цель работы состоит в моделировании конвективных течений с сильно изменяющимися реологическими и транспортными свойствами, такими как вязкость, плотность, теплопроводность и т.п. В отличие от традиционного подхода, основанного на приближении Буссинеска, модель основана на решении системы полных классических уравнений Навье-Стокса, описывающих динамику слабосжимаемой жидкости с переменными плотностью и вязкостью. Для улучшения сходимости построенной численной модели при малых числах Маха использован метод предобуславливания. Приведено обоснование и верификация модели. Модель разработана в качестве основы для параллельного алгоритма
  10. Статья. Вшивков В.А., Лазарева Г.Г., Куликов И.М. Операторный подход для численного моделирования гравитационных задач газовой динамики  //  Вычислительные технологии. 2006. Т. 11. N3. С. 27-35. На примере двумерной задачи о разлете газового шара в вакуум в декартовых координатах показано влияние различных способов аппроксимации разностных операторов на симметрию решения. Рассмотрена модель эволюции вращающейся газовой компоненты протопланетного диска с самосогласованным гравитационным полем, основанная на решении уравнения Пуассона для гравитационного поля и газодинамических уравнений. Показано, что для моделирования такой гравитационной задачи свойство инвариантности относительно вращения используемых численных методов оказывает существенное влияние на решение.
  11. Статья. Вшивков В.А., Лазарева Г.Г., Киреев С.Е., Куликов И.М. Параллельная реализация на суперЭВМ модели газовой компоненты самогравитирующего протопланетного диска  //  Вычислительные технологии. 2007. Т. 12. N 3. С. 38-52. Рассмотрена параллельная реализация численных алгоритмов для трехмерного моделирования в декартовых координатах нестационарных процессов в гравитирующих газовых системах с самосогласованным полем. Эволюция вращающейся газовой компоненты диска описывается системой уравнений газовой динамики с учетом уравнения для температуры и уравнением Пуассона для гравитационного потенциала. В работе детально проанализирован вклад численного решения каждой составляющей задачи в общее время счета. Приведены основные характеристики параллельного алгоритма.
  12. Статья. Лазарева Г.Г., Куликов И.М., Вшивков В.А., Кошкарова Е.А.,Берендеев Е.А. , Горр М.Б., Антонова М.С. Параллельная реализация численной модели столкновения галактик  //  Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. –2011. – Т.9, вып. 4. – С. 71-79. Представлены результаты разработки параллельной программы для моделирования динамики самогравити-
    рующих газовых структур на многопроцессорных компьютерах с распределенной памятью. Модель основана на
    решении системы уравнений газовой динамики, дополненной уравнением для внутренней энергии и уравнением
    Пуассона для гравитационного потенциала. Исходная система газодинамических уравнений решается методом
    крупных частиц с коррекцией баланса энергий. Задача решалась с учетом процесса охлаждения в трехмерной
    постановке в декартовых координатах. Созданная параллельная реализация позволяет получать адекватные ре-
    зультаты развития сценариев столкновения галактик.
  13. Статья. Лазарева Г.Г. Современные численные модели гравитационной газовой динамики  // Вестник НГУ, 10 (2010), 1, С. 40-64. В работе приведен анализ современных численных моделей нестационарных трёхмерных процессов в гравитирующих газовых системах. Моделирование газодинамических процессов в астрофизике имеет ряд существенных особенностей, поэтому не все хорошо зарекомендовавшие себя методы применимы к этому типу задач. Современный уровень моделирования предполагает трехмерность и высокое разрешение моделей, что приводит к необходимости использования многопроцессорной вычислительной техники. Всвязи с этим рассмотрены вопросы адаптации алгоритмов решения задач газовой динамики для реализации на суперЭВМ. В рассмотрение включены численные реализации трехмерных моделей, описывающие гравитационную газодинамику, в том числе большое число пакетов, находящихся в свободном доступе. Наиболее популярными методами решения в настоящее время являются лагранжев бессеточный метод сглаженных частиц (SPH) и эйлеровы методы с использованием адаптивных сеток (AMR). Перечислены различные свойства этих подходов и их влияние на решение.
  14. Монография. Вшивков В.А., Тутуков А. В., Лазарева Г.Г., Куликов И.М. Суперкомпьютерное моделирование столкновения галактик  // Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности. 2010. № 2. С. 88
  15. Статья. Вшивков В.А., Лазарева Г.Г. Численное моделирование динамики ударных волн в пузырьковых системах  //  Вычислительные технологии. 2003. Т 8. №5. С. 24-39. Описана численная модель динамики поля давления и скоростей для аксиально-симметричной задачи о взаимодействии плоской ударной волны со "свободной'' пузырьковой системой. Проведено сравнение двух разностных схем: явной и схемы расщепления. Подробно рассмотрены постановка граничных условий и методика определения погрешности нахождения точного значения максимума амплитуды давления в области фокусировки на основе оценки величины изменения энергии волны переизлучения.
  16. Статья. Берендеев Е.А., Иванов А.В., Лазарева Г.Г., Снытников А.В. Эффективное использование суперэвм для решения больших задач физики плазмы методом частиц в ячейках  // Вісник НТУУ <<КПІ>>. Інформатика, управління та обчислювальна техніка: Зб. наук. пр. - К.: Век+, - 2012. - No. 56. - 170 c., С.71-77. Рассмотрены задачи взаимодействия релятивистского электронного пучка с плазмой и динамики плазменных электронов в
    ловушке с инверсными магнитными пробками и мультипольными магнитными стенками. Модели построены на основе метода частиц в ячейках. Такие задачи требуют большого объёма вычислений и могут быть решены только с применением мощных суперЭВМ. Для равномерной и полной загрузки вычислительных узлов выполнена смешанная эйлерово-лагранжевая декомпозиция. Такой подход позволяет достичь высокой масштабируемости параллельного алгоритма. В результате вычислительных экспериментов удалось воспроизвести модуляцию плотности плазмы при взаимодействии с релятивистским электронным пучком и получить траектории плазменных электронов в магнитной ловушке.
Добавить в избранное