Образовательный процесс

Материал из НОЦ «Электрофизика»
Перейти к: навигация, поиск

НОЦ «Электрофизика», опираясь на классическое физико-математическое образование, характерное для физического факультета СПбГУ, способствует развитию навыков и компетенций, необходимых для успешной научно-производственной деятельности в области электрофизики.

Стратегической целью НОЦ «Электрофизика» является формирование партнерства учреждения высшей школы, научной организации и представителя бизнес-сообщества по решению задач повышения качества подготовки специалистов по направлению «Прикладные математика и физика», осуществление инновационной образовательной деятельности в рамках направления «Прикладные математика и физика» на физическом факультете СПБГУ, проведение научных исследований по электрофизике, а также использование результатов научных исследований в производственной деятельности организаций-соучредителей и в учебном процессе.

Студент направления ПМФ нацеленный на практическую деятельность, должен обладать необходимыми знаниями для расчета новых технологий и конструкций. В этих целях в некоторых ВУЗах преподаются т. н. инженерные науки. Вместо этого в рамках НОЦ реализован альтернативный современный путь: изучение систем компьютерного моделирования физических процессов. Расчет новых конструкций с использованием этих систем стал в последнее время необходимым условием организации циклов создания новой наукоемкой продукции и успешного продвижения ее как на отечественный, так и на международный рынок. Необходимым элементом современного испытательного стенда и экспериментальной установки является автоматизация сбора и обработки данных. Поэтому освоение современных приемов оцифровки данных измерений, современных методов работы с символьной и графической информацией является необходимым элементом обучения студентов направления ПМФ. Отработка индивидуальной работы со студентами на ранних стадиях обучения. Студенты направления ПМФ выполняют на первых трех курсах обучения 7 курсовых работ. Тематика курсовых работ затрагивает большинство разделов классической физики. В центре практикуется широкое использование систем компьютерного моделирования при написании курсовых работ, бакалаврских и магистерских диссертаций, а также в научных целях. В рамках индивидуальной работы практикуется отработка современных форм представления и защиты результатов исследований студентов.

Научная, а в последствии и учебная деятельность по заявленному направлению развивается на кафедре радиофизики ЛГУ (СПбГУ) около 50 лет. Она была начата известным физиком, признанным пионером «Электрогидродинамики» проф. Остроумовым Г.А. Накопленная научная база весьма значительна и включает более 200 научных работ, две монографии. Начиная с 1986 г. научная работа в заявленной области ведется в рамках новой лаборатории «Электрогидродинамики» НИИ Радиофизики организованной и возглавляемой проф. Стишковым Ю.К. Лаборатория «Электрогидродинамики» в течении последних 14 лет систематически совместно с НИИ Механики МГУ и СПбГТУ организует и проводит международные конференции «Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидких диэлектриков», председателем оргкомитета которой является проф. Стишков Ю.К.

У лаборатории имеется большой опыт проведения прикладных исследований: начиная с момента открытия, она принимала участие в прикладных исследованиях по важнейшим тематикам, в том числе космическим. Имеется также опыт работы в области применения современных компьютерных технологий в научных и практических целях. За последние 20 лет в лаборатории ведутся работы как в области численного моделирования ЭГД процессов, так и в области автоматизации эксперимента. Защищен ряд кандидатских и магистерских диссертаций, в которых в различной степени использованы элементы компьютерного моделирования. Особенности подготовки студентов направления ПМФ.

Анализ требований современного рынка квалифицированных физиков-исследователей наукоемкой продукции в области электроэнергетики определил основные особенности подготовки специалистов. В отличие от традиционных для физического факультета форм образования, в рамках нового направления реализуется подготовка физиков широкого профиля, профессиональная деятельность которых — развитие новой техники и новых наукоемких технологий.

Поскольку студент направления ПМФ направлен на практическую деятельность, то в современных условиях он должен обладать достаточно высокой степенью компьютерной грамотности. Особый упор в процессе подготовки студентов направления ПМФ сделан на изучении и использовании в практической деятельности современных математических пакетов и систем компьютерного моделирования физических процессов. Расчет новых конструкций с использованием этих систем стал в последнее время необходимым условием организации циклов создания новой наукоемкой продукции и успешного продвижения ее как на отечественный, так и на международный рынок.

Анализ современных систем компьютерного моделирования показал, что одним из мировых лидеров в области расчетных технологий является программный комплекс ANSYS. Это универсальный, конечно элементный пакет, предназначенный для решения в единой среде на одной и той же конечно-элементной модели задач по механике сплошных сред, теплофизике, электричеству, магнетизму, гидрогазодинамике и многодисциплинарному связанному анализу, а также оптимизации проекта на основе всех выше приведенных типов анализа. Эта система успешно используется во многих отраслях промышленности, в том числе отечественной, таких как, автомобильная, аэрокосмическая, энергетическая, нефтяная и газовая промышленность, судостроение, теплообменное оборудование, вентиляция и кондиционирование воздуха, биомедицинские приложения. Во всех этих отраслях применение технологий компьютерного моделирования становится залогом создания конкурентоспособных изделий. Многодисциплинарный пакет ANSYS представляется предпочтительным для обучения студентов по ряду специализаций направления ПМФ, в отличии от инженерных специальностей ВУЗов, где как правило актуальны лишь узкоспециальные расчеты.

Рассматривая эволюцию процесса создания наукоемкой продукции в новом тысячелетии, видим, что именно процесс компьютерного моделирования современного изделия выходит на передний план и становится стартовым этапом на пути создания современного изделия. Поэтому именно студент физического факультета, как носитель знаний о строении природы и материи, будучи генератором инноваций должен в совершенстве владеть инструментом, позволяющим оперативно проверять и рассчитывать новые идеи. Владение арсеналом современных компьютерных технологий в области моделирования физических процессов приведет к существенному увеличению востребованности выпускников бакалавриата и магистратуры «Электрофизика» на рынке труда.