🎙 Интервью с учёным НИУ МГСУ о математическом и компьютерном моделировании в строительстве

На вопросы об исследованиях, посвящённых математическому моделированию, разработке и применению вычислительных методов для решения актуальных инженерных задач строительства, нам ответил заведующий кафедрой «Информатики и прикладной математики» Владимир Сидоров.

Из нашего интервью вы узнаете о применении современных компьютерных методов и технологий в расчётах, нелокальной механике, а также об увлечениях профессора в спорте.

Расскажите о ваших увлечениях

— В студенческие годы я часто ходил в театры с друзьями, интересовался новыми спектаклями, любил популярную классическую музыку.

Ещё в последних классах школы я познакомился с известным яхтсменом СССР Олегом Шиловым, имя которого хорошо знают в парусном спорте. Он привёл меня в яхт-клуб, и с тех пор я очень увлёкся парусным спортом.

В школьные годы я бывал с яхтой на Клязьминском водохранилище, в институте участвовал в гонках в Латвии, Эстонии. Потом участвовал — на Чёрном и Средиземном морях: Греция, Италия, Турция. У меня и сейчас есть яхта, до сих пор этим занимаюсь.

Кроме того, зимой стараюсь почаще выходить на лыжах — это и горные, и беговые лыжи. С удовольствием катаюсь и в нашем Лосиноостровском парке.

Как вы пришли в науку?

— Я занимаюсь научной деятельностью уже более 50 лет. Сначала я учился в Московском институте железнодорожного транспорта на факультете «Мосты и тоннели». Планировал по окончании института работать в московском метрострое, но получилось по-другому. По распределению я попал в ЦНИИСК имени А.В. Кучеренко в отделение вычислительной техники. Там я начал свою научную карьеру, занимался задачами компьютерного расчёта. Как видите, через три года отработки по распределению я не ушёл из науки.

Как вы пришли в НИУ МГСУ?

— Когда мне было 27 лет — на тот момент я работал в ЦНИИСКе и уже защитил кандидатскую диссертацию — меня пригласили на кафедру, которой я сегодня заведую. Тогда она называлась кафедрой Прикладной математики. Я вёл вечерние занятия на курсах повышения квалификации преподавателей.

С этого я начал свою работу в МИСИ имени В.В, Куйбышева, с преподавания по совместительству. Полностью перешёл работать в МГСУ на ту же кафедру в 1997 году. Через три года меня назначили её заведующим, тогда кафедра стала называться кафедрой Информатики и прикладной математики. 26 лет, ровно половину своего трудового стажа, я работаю в НИУ МГСУ.

Какая история, связанная с Главным строительным, вам запомнилась больше всего?

— Изначально я не планировал связывать жизнь с наукой. Поворотным моментом стало знакомство с очень интересным человеком — Александром Борисовичем Золотовым. Он повлиял на меня своим примером: мне стала интересна математика, чего не было ни в школе, ни в институте. Именно благодаря Александру Борисовичу моя жизнь связана с МИСИ-МГСУ. Примечательно, что первым учеником, защитившим кандидатскую диссертацию под его руководством, стал я, а последним — ректор нашего вуза Павел Алексеевич Акимов.

Какое у вас направление научной деятельности?

— В ЦНИИСКе я выполнял в основном работу, связанную с расчётом строительных конструкций на вычислительных машинах. Как правило, это были прочностные расчёты.

Я занимался очень интересными объектами. К примеру, решал задачи по защите зданий от вибраций метрополитена, по созданию так называемой зоны отчуждения для метро Москвы и Ташкента.

Другой интересный цикл объектов — сооружения для олимпиады 1980 года в Москве. Я выполнял расчёты для двух важных объектов: велотрека в Крылатском и Олимпийского стадиона на Проспекте Мира.

В НИУ МГСУ я занимаюсь более фундаментальными направлениями в науке: разработкой методов расчёта и совершенствованием этих методов.

О каких последних исследованиях вы можете рассказать?

— Сейчас моё основное научное направление деятельности — это создание моделей динамического поведения конструкций, изготавливаемых из новых материалов с управляемыми свойствами, в том числе композитных материалов: полимерных композитов, композитов на цементной основе.

Для таких конструкций можно использовать модели обычных материалов, но только при статическом расчёте, то есть при неизменяемых с течением времени нагрузках. Однако эти модели, ориентированные на статическую нагрузку, показывают далёкие от жизни результаты при динамических воздействиях, которые заставляют конструкцию двигаться и сопротивляться нагрузкам в движении.

Например, это мосты, высотные здания, которые колышутся под порывами ветра. Амплитуда отклонения верхушки Останкинской башни — почти 14 метров. Математические модели, которыми я занимаюсь, позволят предсказать эти возможные деформации, поскольку учитывают особенности материала и его изменения в ходе динамических нагрузок.

Одно из направлений разработки — использование положений нелокальной механики. Параметрами поведения конструкции являются пространство и время. Пространственная нелокальность рассматривает не только поведение конструкции в одной точке, но и влияние на это состояние соседних точек. Временная нелокальность рассматривает не только состояние конструкции в данный момент времени, но и предшествующие состояния. Мы с коллегами называем их «Модели с памятью».

Нелокальность можно очень красиво описать математически, но для этого нужно хорошо знать интегральное исчисление, которому студентов НИУ МГСУ учат на парах по математике.

Какое наблюдение для вас стало самым интересным в научной работе?

— Половину своей научной карьеры я старался придерживаться канонов и отталкиваться от правил, уже разработанных другими учёными.

Когда мне пришлось столкнуться с необходимостью совершенствования научных методов, математических моделей, я стал понимать, что, несмотря на уважение и внимание к канонам, нужно иметь смелость придумывать что-то новое. Создавая новые правила, новые посылы, я получал самые лучшие результаты. В качестве примера как раз можно привести модели с нелокальной механикой.