Сухинов Александр ИвановичРуководитель ТТИ ЮФУ

Сухинов А.И. - специалист в области построения и исследования математических моделей шельфовых систем и мелководных водоемов, а также схем расщепления и экономичных парал-лельных алгоритмов решения сеточных задач, учитывающих архитектуру многопроцессорных си-стем, построения программных комплексов предсказания и анализа неблагоприятных и катастро-фических явлений в водных экосистемах, в том числе с использованием многопроцессорных си-стем.  Автор 170 научных работ, из них одна монография, изданная  единолично - "Двумерные схемы расщепления и некоторые их приложения", М., Макс ПРЕСС, МГУ, 2005, 408 с.

Основные научные результаты Сухинова А.И.:

1. Построил и исследовал прецизионные двух- и трехмерные модели гидрофизики - гидродинамики, транспорта тепла, солей и взвесей в мелководных водоемах, подобных Азовскому морю. Наряду с традиционными факторами - сложной формой береговой линии, силой Кориолиса, ветровым напряжением и трением о дно, имеющим сложный рельеф, и др., эти модели учитывают испарение и выпадение осадков не только в уравнении неразрывности, но и в уравнениях движения, что важно для мелководных водоемов Юга России. Дискретные модели, являясь энергетически нейтральными, сохраняют устойчивость, в отличие от известных моделей, при перепадах глубин в 40-50 раз и более. Последнее качество является важным для водоемов с мелководьями в устьях рек (Азовское море, Каспий и др.). 

Внедрена в практику модель расчета коэффициента вертикального турбулентного обмена, бази-рующаяся на подсеточном методе, усваивающем данные предшествующих наблюдений (измере-ний) о пульсационных составляющих компонент вектора скорости. Данные модели позволяют надежно обнаруживать зоны с пониженным водообменом по вертикальному направлению, харак-теризующиеся дефицитом или полным отсутствием кислорода и их распределение в толще воды и по акватории водоема.  Построенные модели программно реализованы в виде комплекса программ Azov 3D и прошли верификацию и настройку по результатам более чем 20 экспедиций по Азовскому морю, Миусскому лиману, прибрежным водоемам Юга Франции, в большинстве из которых автор принимал участие. 

Сухиновым А.И. были построены 3D модели динамики планктонных популяций, которые наряду с общепринятыми факторами учитывают эффекты эктокринного регулирования и внутренней люминесценции, которые при наличии  условий, установленных автором, приводят к образованию устойчивых диссипативных структур - пятен повышенной концентрации, устойчивых по отношению к возмущению внешних условий.  На основе построенного комплекса моделей автором было предложено объяснение механизма возникновения зон анаэробного заражения в восточной части Азовского моря и с высокой точностью реконструирована экологическая катастрофа, произошедшая в море в 2001 г., когда на площади более 1000 кв км. возникла зона сероводородного заражения, приведшая к гибели ихтиофауны. В результате применения данных моделей Сухиновым А. И. были открыты крупномасштабные замкнутые структуры течений в восточной части Азовского моря, играющие роль природных ловушек - S структуры, способные аккумулировать загрязнения и аналогичные структуры - для прибрежных средиземноморских систем Юга Европы. Данная гипотеза нашла подтверждение в ходе многочисленных экспериментов в 2005-2011 гг. с использованием высокоточного оборудования. Также при участии автора построен комплекс моделей для прогноза распространения загрязнений в приводном слое атмосферы, транспорта наносов и ветрового волнения. Начиная с 2008 г, на основе построенного комплекса моделей и баз океанологических данных, программно реализована и вводится в опытную эксплуатацию "Высокооперативная комплексная система  прогноза и анализа неблагоприятных и катастрофических явлений в Азовском море", базирующаяся на наращиваемой супервычислительной системе.

2. В связи с необходимостью разработки эффективных программ для многопроцессорных систем для решения мультидисциплинарных задач в реальном и ускоренном масштабах времени, автором выполнен комплекс исследований по разработке масштабируемых прямых и итерационных параллельных алгоритмов решения сеточных уравнений на системах с массовым параллелизмом, являющихся экономичными по суммарным временным затратам, включающим время выполнения обменов и синхронизации.  В частности, построен адаптивный попеременно-треугольный метод  решения сеточных задач диффузии-конвекции-реакции с несамосопряженным оператором, имеющим в случае монотонности схем (ограниченности сеточного числа Пекле) скорость сходимости, характерную для данного метода в случае самосопряженного оператора сеточного уравнения. Разработаны эффективные параллельные версии построенных алгоритмов для широкого диапазона изменения количества ячеек сетки и используемых процессорных элементов. В "Высокооперативной комплексной системе прогноза и анализа неблагоприятных и катастрофических явлений в Азовском море", реализованной на супервычислительном комплексе ТТИ ЮФУ, производительностью более 20 Тфлопс, предусмотрена возможность использования данных аэрокосмического зондирования с целью определения потенциально опасных ситуаций и их высокооперативного прогноза.

Сухинов А.И. ведет преподавательскую работу - курсы: "Теория разностных схем и конеч-ных элементов", "Методы решения сеточных уравнений", "Параллельные вычисления и обработ-ка данных" для студентов спец. "Прикладная математика и информатика", член 3 диссертацион-ных  советов по спец. 05.13.18 и  05.13.17 в ЮФУ и СКФУ, подготовил 19 кандидатов и 1 доктора наук.

Список аспирантов, защитивших диссертацию

под руководством Сухинова А.И.

Список докторантов, защитивших диссертацию

под руководством Сухинова А.И.

Публикации