Новосибирские ученые создают цифровой двойник СКИФа

Математики ─ исследователи, без которых невозможно представить ни одну отрасль науки. Они задействованы также в возведении мегасайенс установки Сибирского кольцевого источника фотонов. Физики, математики, IT-специалисты в одной команде строят цифровой двойник Сибирского кольцевого источника фотонов ─ виртуальную мегасайенс-установку с десятками научных станций, которые в цифровом пространстве воспроизводят реальные процессы.

«Цифровой двойник СКИФа нужен для того, чтобы качественно и эффективно управлять сложной научной установкой, организовывать эксперименты, работать с научными данными, которые будут получаться в результате экспериментов, чтобы обучать пользователей», ─ пояснил директор Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Михаил Марченко. 

Мощный суперкомпьютер позволяет смоделировать свойства оборудования, воссоздать вакуум, сверхвысокие температуру и давление и проводить научные эксперименты. В основе двойника – существующее оборудование.

«Мы берем реальное оборудование, смотрим, как идут электрические сигналы, подключаем компьютер, который моделирует такие же. Наблюдаем, как взаимодействуют разные компоненты и за счет того, что точно описывается физическая природа, мы видим, насколько система будет работать быстро, эффективно, как она будет реагировать на внешние и внутренние раздражения», ─ рассказывает сотрудник института Руслан Пермяков. 

Сибирский кольцевой источник фотонов позволит ученым получать данные о материалах и веществах на уровне атомов, управлять их свойствами, улучшать и создавать новые. Виртуальная мегасайенс-установка необходима для реальной работы. Так, одно из ее предназначений ─ предотвращение кибератак и аварий. Реализация этих проектов идет параллельно. 

Математикам, как и создателям станций СКИФа, тоже нужно построить установку, где рождаются сгустки энергии, основное накопительное кольцо, по которому разгоняются электроны, станции с оборудованием. Потом собрать все в единое целое, только в форме математических символов – цифр и знаков. 

На создание цифровых двойников ушло несколько месяцев после того, как появился прототип. Цифровых двойников будет несколько, с разным назначением. Работы много, но математики уверены, чем она сложнее, тем интереснее решать задачу.