карта сайта Российская акадения наук Физический институт имени П.Н.Лебедева
Отдел теоретической физики имени И.Е.Тамма
об Отделе сотрудники структура семинары, события контакты

лаборатория проблем физики
космоса
лаборатория теории
фундаментальных взаимодействий
лаборатория физики
высоких энергий
лаборатория квантовой теории
поля
лаборатория теории
конденсированного состояния
лаборатория нелинейной динамики и теоретической биофизики
направления исследований
сотрудники
лаборатория математической
физики
лаборатория математического моделирования сложных систем
лаборатория "Динамика реагирующих
систем"
Лаборатория нелинейной динамики и теоретической биофизики
(заведующий - д.ф.-м.н. А.А.Полежаев)
[направления исследований ]
 
В 1972 году в Отделе теоретической физики ФИАН был образован Сектор проблем теоретической биофизики по инициативе возглавившего его Д.С.Чернавского и при поддержке руководителя ОТФ академика В.Л.Гинзбурга.
Поначалу Сектор занимался исследованиями механизмов самоорганизации в биологических системах: проблемой возникновения биологических ритмов, исследованием возможных механизмов биологического формообразования, механизмом функционирования ферментов. В дальнейшем круг решаемых задач расширился и вышел за пределы исключительно биологических. Был получен ряд важных результатов как общего характера, касающихся фундаментальных механизмов пространственно-временной самоорганизации в открытых неравновесных системах, так и относящихся к конкретным системам различной природы: физическим, химическим, биологическим.
В 2015 году Сектор был преобразован в Лабораторию нелинейной динамики и теоретической биофизики.

Основное направление работы Лаборатории в настоящее время – исследование механизмов формирования пространственно-временных структур в нелинейных диссипативных динамических системах. В рамках этого направления решаются фундаментальные проблемы самоорганизации, а также разрабатывается математические модели, описывающие конкретные системы. В частности, в последнее время объектами теоретического исследования Лаборатории были сложные пространственно-временные режимы, экспериментально наблюдаемые в химических реакциях, таких как реакция Белоусова-Жаботинского, а также на распространяющемся фронте горения, рост и прогрессия злокачественной опухоли с учётом её взаимодействия с окружающими тканями и с кровеносными сосудами, сложные автоколебательные режимы, в том числе динамический хаос, в ансамблях связанных осцилляторов.

Направления исседований:

  • волны в химических реакциях,
  • динамика ансамблей связанных осцилляторов,
  • моделирование роста опухоли,
  • динамика и структура волн горения,
  • динамические режимы частичной синхронизации в нейросетях

     

    [ список основных публикаций коллектива за последние 5 лет ]

    1. Fateev I., Polezhaev A., Chimera states in a lattice of superdiffusively coupled neurons, Chaos, Solitons & Fractals. – 2024. – v.181 (17) p. 114722, doi: 10.1016/j.chaos.2024.114722

    2. Fateev I., Polezhaev A., Synchronization transitions in a system of superdiffusively coupled neurons: Interplay of chimeras, solitary states, and phase waves, Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. – 2024. – Т. 34. – №. 9. doi: 10.1063/5.0226751

    3. Фатеев И.С., Полежаев А.А., Химерные состояния в системах супердиффузионно связанных нейронов, Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика.– 2024. – Т. 24, – вып. 4. С. 328-339. doi: 10.18500/1817-3020-2024-24-4-328-339, EDN: AKRGLX

    4. Minaev S., Sereshchenko E., Gubernov V., Evolutionary equations for the disturbed flame stabilised at the flat burner, Combustion Theory and Modelling, 1-18, 2024

    5. Moroshkina A., Yakupov E., Mislavskii V., Sereshchenko E., Polezhaev A., Minaev S., Gubernov V., Bykov V,, The performance of reaction mechanism in prediction of the characteristics of the diffusive-thermal oscillatory instability of methane–hydrogen–air burner-stabilized flames, Acta Astronautica 215, 496-504, 2024

    6. Moroshkina A., Ponomareva A., Mislavskii V., Sereshchenko E., Gubernov V., Bykov V., Minaev S., Activation Energy of Hydrogen–Methane Mixtures, Fire 7 (2), 42, 2024

    7. Yakupov E.O., Gubernov V.V., Polezhaev A.A., Formation of spiral structures in rich-hydrogen air flames at elevated pressures, International Journal of Hydrogen Energy 49, 784-795, 2024

    8. Volkov D., Moroshkina A., Mislavskii V., Sereshchenko E., Gubernov V., Bykov V., Minaev S., Relaxational oscillations of burner-stabilized premixed methane–air flames, Combustion and Flame 259, 113141, 2024

    9. Kichatov B., Korshunov A., Sudakov V., Gubernov V., Golubkov A., Kolobov A., Kiverin A., Chikishev L., Motion of magnetic motors across liquid–liquid interface, Journal of Colloid and Interface Science 652, 1456-1466, 2023

    10. Moroshkina A.D., Ponomareva A.A., Mislavskii V.V., Sereshchenko E.V., Gubernov V.V., Minaev S.S., Tskhai S.N., Thermal Radiation Characteristics of Cylindrical Porous Burner with Axial Supply of Combustible Mixture, , Bulletin of the Lebedev Physics Institute 50 (12), 515-520, 2023

    11. Moroshkina A.D., Ponomareva A.A., Mislavskii V.V., Sereshchenko E.V., Gubernov V.V. Bykov V.V., Minaev S.S., Determining the global activation energy of methane–air premixed flames, Combustion Theory and Modelling 27 (7), 909-924, 2023

    12. Fateev I.S., Polezhaev A.A., Dynamics of a chain of interacting neurons with nonlocal coupling, given by Laplace operator of fractional and variable orders with nonlinear Hindmarsh–Rose model functions, Bulletin of the Lebedev Physics Institute, v.50, p.243, 2023.

    13. Structure of Low Stretched Non-Premixed Counterflow Flames Stabilized in Planar Channel: Mass Spectrometric Study and Numerical Simulation, DA Knyazkov, TA Bolshova, RV Fursenko, ES Odintsov, AG Shmakov, VV Gubernov, SS Minaev, Combustion Science and Technology, 1-18, 2023

    14. Minaev S.S., Mokrin S.N., Gubernov V.V., Instability of Diverging Cylindrical Flame in Rotating Gas, Bulletin of the Lebedev Physics Institute 50 (3), 91-96, 2023
    15. Mokrin S., Gubernov V., Minaev S., Experimental Study of Stretched Premixed Flame Stabilized in a Flat Channel near a Heated Wall, Metals 13 (2), 391, 2023

    16. Moroshkina A., Mislavskii V., Kichatov B., Gubernov V., Bykov V., Maas U., Burner stabilized flames: Towards reliable experiments and modelling of transient combustion, Fuel 332, 125754, 2023

    17. Kichatov B., Korshunov A., Sudakov S., Gubernov V., Golubkov A., Kiverin A., Pattern formation and collective effects during the process of the motion of magnetic nanomotors in narrow channels, Physical Chemistry Chemical Physics 25 (16), 11780-11788, 2023

    18. Fateev I., Polezhaev A., Chimera states in a chain of superdiffusively coupled neurons //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, 2023, v.33, №10, p. 103110.

    19. Yakupov E. O., Gubernov V. V., Polezhaev A. A. Formation of spiral structures in rich-hydrogen air flames at elevated pressures //International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.09.081

    20. Kuznetsov, M., Kolobov, A., Gubernov, V., Polezhaev, A. Influence of Heat Loss on the Chaotic Dynamics of Reaction Waves in the Model with Chain-Branching Reaction //International Journal of Bifurcation and Chaos. – 2023. – Т. 33. – №. 12. – С. 2350137.

    21. Carvalho, D., Müller, S. C., Rahne, T., Tsuji, K., Polezhaev, A. Zig-zag structures in silver dichromate precipitate. //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. – 2023. – Т. 33. – №. 8. С. 083148.

    22. Miroshnichenko, T., Gubernov, V., Minaev, S., Polezhaev, A. Thermal interaction in two-layered solid fuel system //Journal of Mathematical Chemistry. – 2022. – Т. 60. – №. 7. – С. 1445-1460.

    23. Miroshnichenko, T., Gubernov, V., Mislavskii V. [et al.] Piecewise linear model of phytoplankton wave propagation in Periodical vortex flow // SIAM Journal on Applied Mathematics. – 2022. – Vol. 82. – No 1. – P. 294-312.

    24. Minaev, S., Gubernov, V. Nonlinear analysis of flame hydrodynamic instability at large gas expansion ratio // Combustion Theory and Modelling. – 2022. – Vol. 26. – No 4. – P. 654-668.

    25. Kuznetsov, M., Kolobov, A. Optimization of antitumor radiotherapy fractionation via mathematical modeling with account of 4 R’s of radiobiology // Journal of Theoretical Biology. – 2022. –Vol. 558. – P. 111371.

    26. Kuznetsov, M. Robust controlled formation of Turing patterns in three-component systems // Physical Review E. – 2022. – Vol. 105. – No 1. – P. 014209.
    27. Miroshnichenko, T., Gubernov, V., Minaev, S., Polezhaev, A. Thermal interaction in two-layered solid fuel system // Journal of Mathematical Chemistry. – 2022. –Vol. 60. – P. 1445–1460.

    28. Kurdyumov V. N., Gubernov V. V. Combustion waves in narrow samples of solid energetic material: Chaotic versus spinning dynamics //Combustion and Flame. – 2021. – Т. 229. – С. 111407.

    29. Kuznetsov M. Combined influence of nutrient supply level and tissue mechanical properties on benign tumor growth as revealed by mathematical modeling //Mathematics. – 2021. – Т. 9. – №. 18. – С. 2213.

    30. Kuznetsov M., Clairambault J., Volpert V. Improving cancer treatments via dynamical biophysical models //Physics of Life Reviews. – 2021. – Т. 39. – С. 1-48.

    31. Stankevich N., Volkov E. Chaos–hyperchaos transition in three identical quorum-sensing mean-field coupled ring oscillators //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. – 2021. – Т. 31. – №. 10. – С. 103112.

    32. Volkov E., Hellen E. H. The effect of characteristic times on collective modes of two quorum sensing coupled identical ring oscillators //Chaos, Solitons & Fractals. – 2021. – Т. 151. – С. 111176.

    33. Miroshnichenko T., Gubernov V., Minaev S. Hydrodynamic instability of premixed flame propagating in narrow planar channel in the presence of gas flow //Combustion Theory and Modelling. – 2020. – Т. 24. – №. 2. – С. 362-375.

    34. Nechipurenko S., Miroshnichenko T., Pestovskii N., Tskhai S., Kichatov B., Gubernov V., Maas U. Experimental observation of diffusive-thermal oscillations of burner stabilized methane-air flames //Combustion and Flame. – 2020. – Т. 213. – С. 202-210.

    35. Miroshnichenko T. P., Yakupov E. O., Gubernov V. V., Kurdyumov V. N., Polezhaev A. A. Combustion wave in a two-layer solid fuel system //Applied Mathematical Modelling. – 2020. – Т. 77. – С. 1082-1094.

    36. Hellen E. H., Volkov E. Emergence of multistability and strongly asymmetric collective modes in two quorum sensing coupled identical ring oscillators //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. – 2020. – Т. 30. – №. 12. – С. 121101.

    37. Stankevich N., Volkov E. Evolution of quasiperiodicity in quorum-sensing coupled identical repressilators //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. – 2020. – Т. 30. – №. 4. – С. 043122.

    38. Yakupov E. O., Gubernov V. V., Polezhaev A. A. Mathematical modeling of spatiotemporal patterns formed at a traveling reaction front //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. – 2020. – Т. 30. – №. 8. – С. 083147.

    39. Kuznetsov M., Kolobov A. Investigation of solid tumor progression with account of proliferation/migration dichotomy via Darwinian mathematical model //Journal of Mathematical Biology. – 2020. – Т. 80. – №. 3. – С. 601-626.

    40. Kuznetsov M., Polezhaev A. Widening the criteria for emergence of Turing patterns //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. – 2020. – Т. 30. – №. 3. – С. 033106.

    41. Nechipurenko S., Miroshnichenko T., Pestovskii N., Tskhai S., Kichatov B., Gubernov V., Maas U. Experimental observation of diffusive-thermal oscillations of burner stabilized methane-air flames //Combustion and Flame. – 2020. – Т. 213. – С. 202-210.

    [ подробная информация - на странице лаборатории ]

    •  

     

    1997-2016, Отдел теоретической физики им.И.Е.Таммаобновлено 20 января 2025 г.