Лаборатория вычислительных методов и программного обеспечения

Зав. лабораторией д.ф.-м.н.,

профессор Кудайкулов А.К.

Лаборатория вычислительных методов и программного обеспечения занимается разработкой фундаментальных методов, вычислительных алгоритмов и пакетов прикладных программ для решения актуальных прикладных проблем современной техники и технологии. В частности, на основе фундаментальных законов сохранения энергии разрабатывается метод, вычислительный алгоритм и Python программа, позволяющая исследовать установившегося термо-напряженно-деформированного состояния несущих элементов стратегических конструкций в виде стержней переменного сечения при одновременном воздействии разнородных видов источников тепла. Пакеты прикладных программ разрабатываются на основе достижений современных технологий программирования включающая параллельное программирование, BigData и др.

В лаборатории разрабатываются биометрические методы и средства защиты информации, а также соответствующие вычислительные алгоритмы и программно-аппаратные средства позволяющие гарантированную защиту и ограничение доступа к приоритетным информационным ресурсам как организаций, так и отдельных пользователей. Разрабатываются алгоритм для построения регулярной матрицы и программа, позволяющая переводить данные из PLY-формата в регулярную матрицу высот. Лаборатория так же занимается решением фундаментальной научной проблемы сейсморазведки и гидроакустики для интерпретации данных наблюдений, построением термодинамически согласованной математической модели движения жидкости через упруго-деформируемую пористую среду с учетом частотной зависимости коэффициента межфазного трения.

По этому направлению разрабатываются методы и алгоритмы численно-аналитического моделирования процессов распространения сейсмических волн в неоднородных пористых средах с произвольным коэффициентом трения, как функции пространственной переменной и времени, так и с ядром релаксации.

Свидетельства об интеллектуальной собственности

  • Аршидинова М.Т., Кудайкулов А., Ташев А.А., Бегалиева К.Б. Авт.св. №1845. «АССО(Ant Colony for complex object)»/ опубл. 19.02.2019 МЮ РК.

Проект: №АР05131093. Математическое и компьютерное моделирование нелинейных термо-физических процессов в стержнях переменного сечения

Руководитель и члены проекта:

Руководителем проекта является доктор физико-математических наук, профессор Кудайкулов Анарбай

Основные члены исследовательской группы:

Доктор технических наук, профессор Ташев Азат Арипович

Доктор  физико-математических наук, профессор Аринов Еркин

СНС, к.т.н. Ким А.В.

МНС Аршидинова М.Т.

МНС Бегалиева К.Б.

Инженер Калиева Г.С.

Цель проекта:

Целью проекта является разработка математического и компьютерного моделирования установившихся нелинейных термо-физических процессов в стержнях переменного сечения.

Область исследования:

Несущие элементы современных энергетических установок работают при одновременном воздействии разнородных видов источников тепла. В связи с этим они выполняются из специальных стержней переменного сечения. Для надежной работы этих установок необходимо знать природу нелинейных термо-физических процессов в элементах конструкций в виде стержней переменного сечения. Нелинейность процесса обусловлена нелинейными зависимостями площадей переменного сечения от координаты. Кроме того, действующие источники тепла также являются функциями координат. Возникает задача разработки математических и компьютерных моделей нелинейного термо-физического состояния элементов конструкций переменного сечения с учетом существующих нелинейных зависимостей и граничных условий.

Задачи проекта.

Для достижения цели  проекта рассматриваются следующие задачи:

  1. Формирование функционала полной тепловой энергии, моделирующий исследуемый процесс с учетом наличия разнородных источников тепла в элементах конструкций в виде стержней переменного сечения.
  2. Разработка метода дискретизации исследуемого элемента конструкций в виде стрежней переменного сечения с учетом наличия разнородных источников тепла.
  3. Разработка метода построения аппроксимирующих сплайн-функций в пределах длины каждого дискретного элемента стержня переменного сечения для определения поля температур.
  4. Построение интегрированного вида функционала полной тепловой энергии, адекватно моделирующий исследуемый процесс с учетом построенных фундаментальных аппроксимационных сплайн-функций.
  5. Разработка методов построения разрешающих систем линейных алгебраических уравнений с естественными граничными условиями, которое моделирует исследуемый процесс.
  6. Разработка методов решения полученных разрешающих уравнений с заранее заданной точностью.
  7. Построение функционала потенциальных энергий упругих деформации с учетом наличия поля температуры.
  8. Построение разрешающих систем алгебраических уравнений с учетом естественных граничных условий для определения поля перемещений
  9. Разработка методов построения полей всех составляющих деформаций и напряжений.

Публикации:

Публикации индексируемые в БД Web of Science или Scopus:

  1. Kudaykulov A., Tashev A.A., Askarova A. Computational algorithm and the method of determining the temperature field along the length of the rod of variable cross section. Open Engineering, june 2018, Warsaw POLAND (SCOPUS)
  2. Arshidinova М., Begaliyeva K., Kudaykulov А., Tashev А.,  Numerical Modeling Of Nonlinear Thermomechanical Processes In a Rod Of Variable Cross Section In The Presence Of Heat Flow //  2018 5th International Conference on Information Science and Control Engineering.  – Zhengzhou, China,2018. – P.351-354. (Scopus,Thomson Reuters 2019 )
  3. Anarbay KudaykulovErkin ArinovNurlybek IspulovAbdul QadirKalamkas Begaliyeva Numerical Study of a Thermally Stressed State of a Rod /Hindawi. Advances in Mathematical Physics. Volume 2019, Article ID 8986010, 9 p. (Scopus,Thomson Reuters 2019 )
  4. Niyazbek Muheyat, Talp Kuenssaule, A.K Kudaykulov, Arshidinova Mukaddas and Tashev Azat. Algorithm of applying the energy conservation law to study the thermal stress-strain state of a rod of variable cross section with the simultaneous presence of local temperatures, heat exchanges and thermal insulations.// 2nd International Conference on Advances in Civil Engineering, Energy Resources and Environment Engineering May 22-24, 2020, Nanning, China. IOP Conference Series: Earth and Environmental ScienceVolume 526. (Scopus,Thomson Reuters 2020 )
  5. Arshidinova, M.Tashev, A.Kudaykulov, A. Software implementation of a computational algorithm for accounting for the presence of local superficial heat exchanges in rods of variable section // International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering 9(4), 366, c. 6710-6716 (Scopus,Thomson Reuters 2020 )

Публикаций рекомендованные КОКСОН РК:

  1. Zhumakhanova A.S., Nogaybaeva M.N., Askarova A., Arshidinova M.T., Begaliyeva K.B., Kudaykulov A., Tashev A.A.  An analytical solution to the problem of the thermomechanical state of a rod of limited length, with simultaneous presence of end temperatures and lateral heat exchange    Известия НАН РК, серия физико-математическая, №1, 2018
  2. Арынов Е., Кудайкулов А., Айсаев С.У. ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ, ОПИСЫВАЮЩИЕ УСТАНОВИВШИЕ ПРОЦЕССЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕПЛА. Вестник Академии Гражданской Авиации, №1-2(09), 2018год
  3. Арынов Е., Кудайкулов А., Айсаев С.У. ПОСТРОЕНИЕ АППРОКСИМИРУЮЩИХ ФУНКЦИЙ ФИЗИЧЕСКИХ и ВЕЛИЧИН. Вестник Академии Гражданской Авиации, №1-2(09), 2018год
  4. Begaliyeva K.B., Arshidinova М., Arynov E.B., Kudaykulov A.K., Tashev A.A. The energy method for solving a nonlinear problem of thermo elasticity for a rod of variable cross section / Bulletin of the Karaganda University – Mathematics, №1 (93) – 2019. – С.115-121.
  5. Кудайкулов А, Ташев А.А.,Аршидинова М.Т., Бегалиева К.Б., Аскарова А. Исследование и разработка метода учета наличия локальных поверхностных теплообменов в стержнях переменного сечения / Вестник КазНИТУ – технические науки. №3 – 2019. – С.276-283.
  6. Аринов Е., Кудайкулов А, Темирбеков А.А. Определение поля температуры в стержне переменного сечения в случае дискретизации тремя элементами / Вестник академии гражданской авиации. №1 (12) – 2019. –С.16-21.
  7. Кудайкулов А., Сатпаева Д.М., Адильхан А. Определение поля температур в стержневом элементе механизма, величины удлинения и возникающего осевого усилия. // Поиск №1(1) – 2020. – С 31-38.
  8. Кудайкулов А, Калимолдаев М.Н., Ташев А.А.,Аршидинова М.Т., Бегалиева К.Б. Шектеулі температура мен жылу оқшаулағыш бір мезгілде болған кезде сырықтың термо-механикалық жай-күйін зерттеу алгоритмі. // Вестник КазНИТУ – технические науки. №3– 2020. – С.163-175.

Труды международных конференций:

  1. A Kudaykulov, A Tashev, M Arshidinova, K Begaliyeva    Research of a thermo-stressed state of a core of variable section in the presence of a heat flux,  thermal insulations and heat exchange. The 16th INTERNATIONAL CONFERENCE INFORMATION TECHNOLOGIES AND MANAGEMENT 2018  April 26-87, 2018, Information Systems Management Institute, Riga, Latvia
  2. Кудайкулов А., Ташев А. А., Аршидинова М.Т., Бегалиева К.Б., Аскарова А. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ЗАДАЧИ ТЕРМОУПРУГОСТИ ДЛЯ СТЕРЖНЯ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ . “IІІ Международная научно-практическая конференция”, уровень Международный, УКРАИНА, Украина, Киевская обл, г. Переяслав-Хмельницкий, апрель 2018
  3. A Kudaykulov, A Tashev, M Arshidinova, K Begaliyeva    ENERGY METHOD RESEARCH THERMO-STRESS-DEFORMATION STATE IN A ROD OF VARIABLE CROSS SECTION, Материалы научной конференции  ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий», Алматы, Июль, 2018год, стр8-14
  4. Кудайкулов А., Ташев А. А., Аршидинова М.Т., Бегалиева К.Б. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТЕРЖНЯ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ , НАХОДЯЩЕГОСЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, ТЕПЛООБМЕНА И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ, Материалы XIV Международной Азиатской школы-семинара «ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ», ч.1., Кыргызская Республика, июль 2018год, стр 343
  5. Бегалиева К.Б., Аршидинова М.Т., Кудайкулов А., Ташев А. А. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ЗАДАЧИ ТЕРМОУПРУГОСТИ ДЛЯ СТЕРЖНЯ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ, Материалы XIV Международной Азиатской школы-семинара «ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ», ч.1., Кыргызская Республика, июль 2018год, стр 156
  6. M Arshidinova, K Begaliyeva, Kudaykulov, A Tashev,  Numerical Modeling Of Nonlinear Thermomechanical Processes In a Rod Of Variable Cross Section In The Presence Of Heat Flow, 2018 5th International Conference on Information Science and Control Engineering (ICISCE 2018), Zhengzhou, China Jule,2018
  7. Muheyat Niyazbek , Nogaybaeva M.O , Kuenssaule Talp, Kudaikulov A.A Solution of Thermoelectricity Problems Energy Method. 4th International Conference on Energy Materials and Environment Engineering, ICEMEE2018, Kuala Lumpur, Malaysia, April,2018.
  8. Anarbay Kudaykulov, Tashev Azat, Mukaddas Arshidinova and Kalamkas Begaliyeva POWER RESEARCH TECHNIQUE OF A THERMOMECHANICAL CONDITION OF A CORE OF RESTRICTED LENGTH, VARIABLE SECTION AT INFLUENCE OF HETEROGENEOUS TYPES OF SOURCES OF HEAT. 1st INTERNATIONAL CONFERENCE ON SUSTAINABLE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ICSuSaT-2018) 12-16 October 2018, ANTALYA-TURKEY
  9. Ташев А.А., Кудайкулов А.К., Аршидинова М.Т., Бегалиева К.Б. Исследование теплопроводности стержня при теплоизолированности некоторых элементов стержня переменного сечения. VIII Международная научно-методическая конференция «Математическое моделирование и информационные технологии в образовании и науке», посвященная 90-летию Казахского национального педагогического университета имени Абая., октябрь, 2018г.
  10. Кудайкулов А.К., Аршидинова М.Т., Бегалиева К.Б., Аскарова А. ТЕРМОНАПРЯЖЕННО – ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЯ ЧАСТИЧНО – ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННОГО СТЕРЖНЯ ОГРАНИЧЕННОЙ ДЛИНЫ . III международная научная конференция «Информатика и прикладная математика» ИИВТ КН МОН РК, сентябрь 2018
  11. Anarbay Kudaykulov, Tashev Azat, Mukaddas Arshidinova and Kalamkas Begaliyeva Nogaybaeva M.O Аskarova А. Investigation of the thermomechanical state of the rod under the influence of lateral heat exchange and local temperatures at the ends. III международная научная конференция «Информатика и прикладная математика» ИИВТ КН МОН РК, сентябрь 2018
  12. , KudaykulovA., TashevA., ArshidinovaM., Begaliyeva K.Numerical study of the thermomechanical state of a rod of variable cross section in presence of local heat sources / 2nd International Conference on Sustainable Science and Technology
    (ICSuSaT-2019), ISTANBUL-TURKEY – 2019.
  13. Anarbay Kudaykulov, Azat Tashev,  Mukaddas Arshidinova The analytical solution of a problem of thermoelasticity for a rod being under the influence of a heat flux, heat exchange and temperature / ULIBTK’19 22th Congress of Thermal Sciences and Technology, KOCAELİ – 2019.
  14. Бегалиева К.Б., Аршидинова М.Т., Кудайкулов А, Ташев А.А. Автоматизация исследования напряженного состояния стержня ограниченной длины при войдействии локального бокового теплового потока / Материалы научной конференции ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий», Алматы, 2019. – С.135-148.
  15. Бегалиева К.Б., Аршидинова М.Т., Кудайкулов А, Ташев А.А. Разработка численного метода учета наличия локальных поверхностных теплообменов в стержнях переменного сечения / Материалы научной конференции ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий», Алматы, 2019. – С.201-210.
  16. Кудайкулов А, Ташев А.А., Аршидинова М.Т., Бегалиева К.Б. Исследование метода и вычислительного алгоритма учета локальных поверхностных теплообменов в стержнях ограниченной длины  переменного сечения / Материалы IV международной научно-практической конференции «Информатика и прикладная математика», посвященной 70-летнему юбилею профессоров Биярова Т.Н., Вуйцика В. И 60-летию профессора Амиргалиева Е.Н. часть 1, 2019. – С.271-278.
  17. Кудайкулов А., Балапанова Г.М. Построение функционалов полной тепловой энергии для стержня переменного сечения с учетом одновременного наличия теплового потока , теплоизоляций и теплообмена / Материалы международных XIX Байконуровских чтений «Роль инноваций в трансформации современного общества», Жезказган, 2019. – С.140-145.
  18. Кудайкулов А., Кульсеитова Л.К. Построение функционалов полной тепловой энергии для стержня переменного сечения в случае дискретизации двумя элементами / Материалы международных XIX Байконуровских чтений «Роль инноваций в трансформации современного общества», Жезказган, 2019. – С.145-148.
  19. Aршидинова М.Т., Бегалиева К.Б., Кудайкулов А., Ташев А.А. ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМА ВЫЧИСЛЕНИЯ ТЕРМОНАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СТЕРЖНЯ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ НАЛИЧИИ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР, ТЕПЛООБМЕНОВ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЙ // Материалы научной конференции ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий», Алматы, 2020. – С.64-71.

Авторские свидетельства:

  1. Аршидинова М.Т. ,Ташев А.А., Кудайкулов А.К., Бегалиева К.Б. «Аutomated system for investigation the thermophysical state of the rod – ASIR0» Авторское свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом РК, № 1845 от 19 февраля 2019г.
  2. Tashev A., Kudaykulov A., Arshidinova M., Kazykhan R., Takenova Zh. Computer programs «Аutomated system for investigation the thermophysical state of the rod – ASIR 2.0» Цифровая сертификация, юридически признанная Бернской конвенцией (США). Сертификат регистрации авторского права программного обеспечения № 610144539 «Works Copyright», 2021-06-01
  3. Кудайкулов А., Ташев А.А., Утетлеуов Б.М.Патент №4081 на полезную модель  от 12.06.2019   «Электрокультиватор ручной универсальный».

Монографии:

1. Такишов А.А., Кудайкулов А., Ташев А.А. Исследование нестационарных термомеханических процессов в стержневых элементах конструкций (Монография) печ. Жезказган: АО «ЖезУ», 2019.- 81с

2. Кудайкулов А., Калимолдаев М.Н., Ташев А.А. Жумадиллаева А.К. Вариационный подход метода конечных элементов для определения термомеханических характеристик стержня (Монография) / ТОО «Work Style»,Нур-султан. – 2020.-119с.

3. Kudaykulov A., Kalimoldayev M., Tashev A., Jumadillayeva A. Variation approach of the finite element method for determining the thermomechanical characteristics of the rod / LLP «Work Style»,Nur-sultan. – 2020. – 111p.