Отчет лаборатории математического моделирования (ЛММ) лицея № 130 города Новосибирска за 2023-2024 учебный год

Отчет лаборатории математического моделирования (ЛММ) лицея № 130 города Новосибирска за 2023-2024 учебный год

1. Текущая работа лаборатории

   Весь учебный год регулярно (раз в неделю) для сотрудников первого года стажировки  Глеба Леонидовича Брызгалова (8-М класс)  и  Добрыни Леонидовича  Брызгалова  (8-М класс) проводились дистанционные заседания семинара ЛММ (с докладами стажеров и научного руководителя, изучением научных и учебных материалов и т. п.); всего проведено 27 таких заседаний. Во втором полугодии в дополнение к семинарам стажеры посещали лекции междисциплинарного курса НГУ «Теоретические основы и прикладные аспекты стохастического моделирования» (лектор – А. В. Войтишек), тесно связанные с тематикой исследований ЛММ; всего стажерами прослушано 12 таких лекций. Кроме того, для сотрудника третьего года стажировки Виктора Леонидовича Брызгалова (10-М класс) научным руководителем ЛММ А. В. Войтишеком проводились еженедельные индивидуальные консультации, на которых обсуждались методические вопросы и полученные новые научные результаты по экономичному компьютерному моделированию случайных величин, планы выступлений на конференциях и конкурсах, тексты научных статей и др.

2. Основные разработки лаборатории, их представление и внедрение

  2а. Осенью 2023 года в ЛММ была в целом завершена разработка компьютерной системы EDSRM (Economical Double-Sided Rejection Method) – см. http://edsrm.andronix1.ru/, в которой реализован универсальный экономичный алгоритм двустороннего метода исключения с кусочно-постоянными мажорантой и минорантой и с уравниванием вероятностей для моделирования непрерывных случайных величин с кусочно-монотонными плотностями распределения. Автор разработки: Брызгалов В. Л.

  2б. В ноябре 2023 года система EDSRM была впервые использована для иллюстрирования соответствующих разделов университетского курса «Методы Монте-Карло» (4 курс бакалавриата направления «Прикладная математика и информатика» механико-математического факультета Новосибирского университета – ММФ НГУ). Администратором по использованию системы был Брызгалов В. Л.

 2в. 15 марта 2024 года компьютерная система EDSRM была представлена в совместном докладе А. В. Войтишека и В. Л. Брызгалова «Экономичные алгоритмы моделирования одномерных непрерывных случайных величин, основанные на принципе «уравнивания вероятностей» на представительном научном семинаре «Прикладная статистика» (Институт математики СО РАН).

 2г. 19 марта 2024 года В. Л. Брызгалов представил свою систему EDSRM на лекции междисциплинарного специального курса механико-математического факультета НГУ «Теоретические основы и прикладные аспекты стохастического моделирования».

  2д. В отчетном 2023/2024 учебном году компьютерные разработки В. Л. Брызгалова использованы сразу в четырех дипломных проектах и курсовых работах студентов и магистрантов ММФ НГУ, специализирующихся у А. В. Войтишека (по сути В. Л. Брызгалов является научным соруководителем этих работ).

  2е. Разработки В. Л. Брызгалова вошли в итоговый отчет по гранту Благотворительного фонда В. Потанина, поддержавшего проект «Разработка компьютерного обеспечения для выполнения творческого семестрового домашнего задания в магистерских курсах по численному вероятностному (стохастическому) моделированию» (апрель 2024 года).

 2ж. Стажеры ЛММ Г. Л. Брызгалов и Д. Л. Брызгалов начали разработку электронной страницы по компьютерному моделированию случайных величин и векторов.

 2з. Разработки ЛММ были представлены на пяти значимых научных конференциях (см. далее раздел 3).

 

3. Участие в конференциях и конкурсах, публикации

  3а. 4 декабря 2023 года разработки лаборатории были представлены в пленарном докладе научного руководителя ЛММ А. В. Войтишека и в очном докладе В. Л. Брызгалова «Анализ трудоемкости формул метода обратной функции распределения для случайных величин с конечным интервалом распределения» на заседании секции «Прикладной вероятностный анализ» XXII Международной конференции им. А. Ф. Терпугова «Информационные технологии и математическое моделирование» (Томский государственный университет). Доклад В. Л. Брызгалова опубликован в виде научной статьи в сборнике трудов конференции

  [1] Брызгалов В. Л., Войтишек А. В. Анализ трудоемкости формул метода обратной функции распределения для случайных величин с конечным интервалом распределения // Информационные технологии и математической моделирование (ИТММ-2023): Материалы XXII Международной конференции имени А. Ф. Терпугова (4–9 декабря 2023 года). – Томск: Издательство Томского государственного университета, 2023. – Часть 1. – С. 314 – 321 (РИНЦ, eLIBRARY ID: 55363118).

Кроме того, В. Л. Брызгалов награжден за свой доклад дипломом победителя очного конкурса научно-исследовательских работ Школы молодых ученых в рамках Международной конференции ITMM’23.

  3б. В декабре 2023 года и феврале 2024 года состоялись четыре доклада В. Л. Брызгалова на районном и городском этапах научных конкурсов XLIII городской открытой научно-практической конференции Научного общества учащихся «Сибирь» (получены первые места на секциях «Прикладная математика» и «Инженерная математика» районной НПК и третье место на секции «Разработка программного обеспечения» городской НПК).

  3в. 19 декабря 2023 года система EDSRM была успешно представлена на практическом семинаре В. Л. Брызгалова,  А. В. Войтишека и Д. А. Черкашина (2-й курс ВМК МГУ, бывший стажер ЛММ) «Исследование экономичных алгоритмов компьютерного моделирования случайных величин» и в докладе В. Л. Брызгалова «Экономичный алгоритм моделирования случайной величины, имеющей непрерывное распределение на отрезке» на заседании секции «Численное статистическое моделирование и методы Монте-Карло» на Молодежных Марчуковских научных чтениях (Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, г. Новосибирск).

   3г.  19 апреля 2024 года стажеры ЛММ выступили с докладами на заседании подсекции «Методы Монте-Карло и смежные вопросы» секции «Математика» 62-й Международной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирский государственный университет); см. публикации

  [2] Брызгалов Г. Л., Брызгалов Д. Л. Проект электронного пособия по компьютерному моделированию одномерных случайных величин // Математика: Материалы 62-й Международной науч. студ. конф. 17–23 апреля 2024 г. / Новосиб. гос. ун-т. – Новосибирск: ИПЦ НГУ, 2024. – С. 191;

  [3] Брызгалов В. Л. Зависимость результатов работы компьютерной системы EDSRM от используемого генератора стандартных псевдослучайных чисел // Математика: Материалы 62-й Международной науч. студ. конф. 17–23 апреля 2024 г. / Новосиб. гос. ун-т. – Новосибирск: ИПЦ НГУ, 2024. – С. 190.

   Жюри подсекции присвоило докладу В. Л. Брызгалова [3] диплом первой степени.

   Также следует особо отметить, что В. Л. Брызгалов явился научным соруководителем (вместе с А. В. Войтишеком) пяти студенческих докладов подсекции «Методы Монте-Карло и смежные вопросы» МНСК-2024.

   3д. 28 апреля 2024 года стажеры ЛММ Г. Л. Брызгалов, Д. Л. Брызгалов и В. Л. Брызгалов сделали успешные доклады на IV Математической конференции базовых школ РАН в Математическом центре при НГУ.

  3е. Прошла рецензирование и принята в печать в ведущий международный журнал по методам Монте-Карло статья

  [4] Bryzgalov V. L., Shlimbetov N. Kh., Voytishek A. V. Choice of a constant in the expression for the error of the Monte Carlo method // Monte Carlo Methods and Applications – 2024. – Vol. 30, Issue 2.

   Готовится серия публикаций В. Л. Брызгалова и А. В. Войтишека в центральных российских и международных журналах по теории и применениям двустороннего алгоритма метода исключения с кусочно-постоянными мажорантой и минорантой и с уравниванием вероятностей.

 

4. Проблемы лаборатории

   Некоторые сложности в работе лаборатории определяются недостаточным и разноуровневым научным и методическим опытом стажеров. Эти трудности вполне преодолимы: при наличии определенного энтузиазма и усердия сотрудники лаборатории со временем начинают получать достойные внимания научные результаты, достигают значимых успехов.

   Однако упомянутые выше успехи лаборатории математического моделирования, неоднократно отмеченные в сообщениях на сайте лицея № 130, не привели к возрастанию ее популярности. В этом есть отчасти и вина стажеров ЛММ, которые в апреле 2024 года немотивированно отказались от участия в мероприятиях научно-практической конференции Лицея № 130, на которых можно было успешно провести необходимую агитацию.

   Тем не менее юные сотрудники и опытный научный руководитель лаборатории надеются на увлекательную совместную научную работу с новыми стажерами.

 

  Мы приглашаем старшеклассников лицея № 130 присоединиться к исследовательской работе лаборатории! ОБРАЩАЙТЕСЬ ПРЯМО СЕЙЧАС к научному руководителю ЛММ – доктору физико-математических наук, профессору Войтишеку Антону Вацлавовичу по электронной почте vav@osmf.sscc.ru .

Отчет составлен д.ф.-м.н., профессором Войтишеком Антоном Вацлавовичем