DSA Faculty
API
← к списку преподавателей

Тимофеев Алексей Владимирович

Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Профиль на hse.ru ↗ тел.: +7 (495) 772-95-90 | 15016
Публикаций
53
Языков
1
Наград
6
Конференций
5
Профиль Публикации (53) Курсы (5)

Профессиональные интересы

суперкомпьютерные технологиикомпьютерное моделированиеПылевая плазмаплазменная сепарация ОЯТКоррозия металла28.17.23 Моделирование физических процессов28.17.19 Математическое моделирование28.17.15 Физическое моделирование29.27.47 Численные методы в физике плазмы29.27.00 Физика плазмы

Должности

  • Ведущий научный сотрудник — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Международная лаборатория суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа
  • Доцент — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Департамент прикладной математики

Био

  • · Начал работать в НИУ ВШЭ в 2012 году.
  • · Научно-педагогический стаж: 20 лет.

Образование

  • 2012 · Кандидат физико-математических наук: Московский физико-технический институт, специальность 01.04.08 «Физика плазмы», тема диссертации: Аномальный разогрев движения пылевых частиц в плазме газового разряда
  • 2011 · Аспирантура: Московский физико-технический институт, факультет: МБФ, специальность «физика плазмы»
  • 2010 · Магистратура: Московский физико-технический институт, специальность «Прикладные математика и физика», квалификация «Магистр прикладных математики и физики»

Опыт работы

  • · 2005: C года занимался исследовательской деятельностью (теоретические исследование, компьютерное моделирование) в области физики плазмы в ОИВТ РАН. Начал с должности стажёра-исследователя, был младшим научным сотрудником (м.н.с.), н.с., с.н.с., зам.зав.лаб, и сейчас работаю в должности заведующего лабораторией теории неидеальной плазмы и заместителем директора по научной работе
  • · 2010: С года преподаю в МФТИ
  • · 2012: С года преподаю в МИЭМ ВШЭ

Награды и поощрения

  • · Награды 1) медаль РАН для студентов высших учебных заведений России за лучшие научные работы в 2010г. 2) Премия «Новая генерация» 2008г. для молодых учёных в области энергетики и смежных наук от РАО "ЕЭС России" 3) Почетная грамота НИУ ВШЭ за лучшую русскоязычную научную работу 2022г. 4) Почетная грамота Минобрнауки 2024г.
  • · Надбавка за публикацию в журнале из Списка А (и приравненном к нему научном издании) (2025–2026, 2024–2025, 2023–2024)
  • · Надбавка за публикацию в международном рецензируемом научном издании (2022–2023, 2021–2022, 2020–2021, 2019–2020, 2018–2019)
  • · Надбавка за статью в зарубежном рецензируемом журнале (2013–2015)
  • · Лучший преподаватель — 2018
  • · Победитель Конкурса лучших русскоязычных научных и научно-популярных работ работников НИУ ВШЭ – 2022

Гранты и проекты

  • — · Гранты РНФ 1) проект №14-50-00124 - участие, 2) проект №20-71-10127 - руководство

Конференции (5)

Показать все
  • · 2019: XXXIV International Conference on Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter ELBRUS-2019 (Elbrus, Kabardino-Balkaria, Russia). Доклад: Velocities relaxation in LJ system
  • · 2018: Supercomputing frontiers Europe (Варшава). Доклад: Elbrus processors performance for fast Fourier transform and computational materials science codes
  • · 2017: 8th International Conference on the Physics of Dusty Plasmas (Прага). Доклад: Configuration and Kolmogorov-Sinai entropy in dusty plasma model
  • · 2016: Cуперкомпьютерное моделирование в естественных и инженерных науках (Supercomputer Simulations in Science and Engineering) (Москва). Доклад: Parametric resonance and energy transfer in dusty plasma: theory and simulation
  • · 2015: DIAGNOSTICS AND SIMULATION OF DUSTY PLASMAS (Киль). Доклад: Divergence of dust particle trajectories and entropy in dusty plasma model

Идентификаторы исследователя

Публикации (53)

Оптимизация работы MPI-программ с учётом особенностей топологии кластеров, использующих коммуникационную сеть Ангара

2017 · CHAPTER · ru

В данной работе предложена процедура оптимизации работы параллельных MPIпрограмм на вычислительных кластерах, использующих коммуникационную сеть Ангара, и исследована эффективность предложенной оптимизации. На основе анализа работы параллельной программы составляется информационный граф программы, который используется эвристическим алгоритмом для эффективно- го распределения её процессов по процессорным ядрам с целью минимизации суммарного времени выполнения обменов между ветвями MPI-программы. При- ведена схема реализации процедуры для кластеров, использующих коммуника- ционную сеть Ангара. Показано уменьшение времени выполнения MPI-программ при использовании алгоритма оптимального отображения. Исследована зависи- мость времени выполнения MPI-программ от параметров кластера.

PDF ↗

Resonance regions of extended Mathieu equation

2016 · ARTICLE · en

One of the mechanisms of energy transfer between degrees of freedom of dusty plasma system is based on parametric resonance. Initial stage of this process can de described by equation similar to Mathieu equation. Such equation is studied by analytical and numerical approach. The numerical solution of the extended Mathieu equation is obtained for a wide range of parameter values. Boundaries of resonance regions, growth rates of amplitudes and times of onset are obtained. The energy transfer between the degrees of freedom of dusty plasma system can occur over a wide range of frequencies.

DOI ↗ PDF ↗

Эффективность параллельной реализации алгоритма Radix-4 быстрого преобразования Фурье

2016 · ARTICLE · ru

Параллельная программа для быстрого преобразования Фурье реализована на основе технологии параллельного программирования MPI (Message Passing Interface). В качестве базового метода для быстрого преобразования Фурье использован алгоритм Radix-4. Исследована зависимость ускорения параллельного расчёта от числа процессоров на примере двух вычислительных кластеров. Предложена формула, описывающая зависимость времени расчёта от числа процессоров, объёма входных данных и характеристик вычислительной системы. Сделаны оценки числа узлов, при котором достигается максимальное ускорение расчёта.

PDF ↗

Screening length in dusty plasma crystals

2016 · ARTICLE · en

Particles interaction and value of the screening length in dusty plasma systems are of great interest in dusty plasma area. Three inter-particle potentials (Debye potential, Gurevich potential and interaction potential in the weakly collisional regime) are used to solve equilibrium equations for two dusty particles suspended in a parabolic trap. The inter-particle distance dependence on screening length, trap parameter and particle charge is obtained. The functional form of inter-particle distance dependence on ion temperature is investigated and compared with experimental data at 200–300 K in order to test used potentials applicability to dusty plasma systems at room temperatures. The preference is given to the Yukawa-type potential including effective values of particle charge and screening length. The estimated effective value of the screening length is 5–15 times larger than the Debye length.

DOI ↗ PDF ↗

Dusty plasma as a unique object of plasma physics

2016 · ARTICLE · en

The self-consistency and basic openness of dusty plasma, charge fluctuations, high dissipation and other features of dusty plasma system lead to the appearance of a number of unusual and unique properties of dusty plasma. “Anomalous” heating of dusty particles, anisotropy of temperatures and other features, parametric resonance, charge fluctuations and interaction potential are among these unique properties. Study is based on analytical approach and numerical simulation. Mechanisms of “anomalous” heating and energy transfer are proposed. Influence of charge fluctuations on the system properties is discussed. The self-consistent, many-particle, fluctuation and anisotropic interparticle interaction potential is studied for a significant range of gas temperature. These properties are interconnected and necessary for a full description of dusty plasmas physics.

DOI ↗ PDF ↗

Energy transfer between degrees of freedom of a dusty plasma system

2016 · ARTICLE · en

Dust particles under certain conditions can acquire kinetic energy of the order of 10 eV and higher, far above the temperature of gas and temperatures of ions and electrons in the discharge. Such heating can be explained by the energy transfer between degrees of freedom of a dusty plasma system. One of the mechanisms of such energy transfer is based on parametric resonance. A model of dust particles system in gas discharge plasma including fluctuations of dust particles charge and features of near-electrode layer is presented. Molecular dynamics simulation of the dust particles system is performed. Conditions of the resonance occurrence are obtained for a wide range of parameters.

DOI ↗ PDF ↗

Time of relaxation in dusty plasma model

2015 · ARTICLE · en

Dust particles in plasma may have different values of average kinetic energy for vertical and horizontal motion. The partial equilibrium of the subsystems and the relaxation processes leading to this asymmetry are under consideration. A method for the relaxation time estimation in nonideal dusty plasma is suggested. The characteristic relaxation times of vertical and horizontal motion of dust particles in gas discharge are estimated by analytical approach and by analysis of simulation results. These relaxation times for vertical and horizontal subsystems appear to be different. A single hierarchy of relaxation times is proposed.

DOI ↗ PDF ↗

The parametric resonance features for theory of energy transfer in dusty plasma

2015 · ARTICLE · en

One of the mechanisms of energy transfer between degrees of freedom of dusty plasma system can be described by equations similar to Mathieu equation with account of stochastic forces. Such equation is studied by analytical approach. The solutions for higher order of accuracy are obtained. The method for numerical solution and resonance zone detection is proposed. The solution for the extended Mathieu equation is obtained for wide range of parameter values. The results of numerical solution are compared with analytical solutions of different order and known analytical results for Mathieu equation.

DOI ↗ PDF ↗

ЗАЧЕМ и КАКИЕ нужны суперкомпьютеры эксафлопсного класса? Предсказательное моделирование свойств и многомасштабных процессов в материаловедении

2014 · ARTICLE · ru

Рассматривается подход, позволяющий выявить, для каких задач нужны суперкомпьютеры эксафлопсного класса. Возможности подхода рассмотрены на примерах актуальных задач материаловедения, физики конденсированного вещества и плотной плазмы, для решения которых необходимо атомистическое моделирование на современных и создаваемых в настоящее время суперкомпьютерах. Для каждой задачи проведено соответствие между набором изучаемых явлений и требуемым уровнем быстродействия (числа ядер) вычислительной системы. Показана масштабируемость параллельных программ моделирования и перспектива расширения предсказательной способности методов по мере увеличения числа вычислительных ядер и/или использования специализированных архитектур (графические ускорители). Рассмотрена иерархия методов моделирования, необходимых для адекватного описания свойств веществ на различных пространственных и временных масштабах. На наиболее глубоком нанометровом/пикометровом масштабе для моделирования электронной динамики и построения эффективных потенциалов взаимодействия частиц применяется теория функционала плотности (квантовая молекулярная динамика). Классический метод молекулярной динамики позволяет явно рассмотреть системы движущихся атомов вплоть до микромасштабов. Выход на макромасштабы осуществляется с помощью кинетических подходов и механики сплошных сред. Проведены сравнения эффективности распараллеливания для топологий тора и толстого дерева для трёх классов задач.

Применение понятия «температура» для описания динамики пылевых частиц в плазме газового разряда

2012 · ARTICLE · ru

Пылевые частицы могут приобретать кинетическую энергию порядка 10 эВ и более, что значительно превышает температуры ионов и электронов в разряде, а также температуру вещества пылевой частицы. Число пылевых частиц в лабораторных экспериментах может составлять сотни или даже десятки. Это приводит к вопросу о соответствии средней кинетической энергии пылевых частиц понятию «температура». Асимметрия сил, определяющих движение пылевых частиц, приводит к особым механизмам передачи энергии между степенями свободы и ещё более усложняет понятие «температуры» для системы пылевых частиц в плазме. Вопрос применимости понятия «температуры» системе пылевых частиц рассматривается в данной статье.

PDF ↗

Курсы (5)