Новосёлов Виктор Сергеевич

Материал из Вики Санкт-Петербургский государственный университет
Перейти к: навигация, поиск

Доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ.

Виктор Сергеевич Новоселов родился 2 июля 1926 года в деревне Захарово Клинского района Московской области в крестьянской семье.

Трудовую деятельность начал в 1941 году слесарем в городе Набережные Челны. За работу на оборонных объектах награжден медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.». В мае 1945 года окончил Рыбинский авиационный техникум. В 1951 году после окончания математико-механического факультета Ленинградского университета был оставлен на кафедре теоретической механики. В следующем году защитил кандидатскую диссертацию. Крупным научным результатом В. С. Новоселова явилось развитие работы Н. Г. Четаева по динамике неголономных систем с нелинейными ограничениями, позволившее предложить общий подход к проблеме варьирования обобщенных скоростей. При этом была показана взаимная дополняемость двух имевшихся взглядов на эту проблему, а полученный фундаментальный результат состоял в обобщении широко известного принципа Гамильтона—Остроградского. По этой теме в 1959 году в Московском университете им была защищена докторская диссертация.

С помощью вариационной методики был получен ряд результатов по динамике управляемых систем с приложениями к механике космического полета и тем самым заложены основы аналитической динамики управляемых систем. В частности, была разработана и многократно применена общая схема построения аналитических приближений для решения необходимых условий при оптимизации импульсных космических траекторий.

В 1961 году В. С. Новоселов был избран заведующим кафедрой теоретической астрономии, позднее переименованной в кафедру небесной механики. В 1962 году утвержден в ученом звании профессора. Организовал научно-учебный семинар по прикладным задачам небесной механики и создал в НИИ математики и механики ЛГУ лабораторию динамики по управлению движением в гравитационном поле. Лаборатория была открыта приказом ректора Ленинградского государственного университета в 1962 году. За короткое время кафедра и лаборатория подготовили более 15 кандидатов и одного доктора наук. Это позволило на вновь созданном факультете прикладной математики — процессов управления открыть в 1969 году кафедру механики управляемого движения, которую В. С. Новоселов возглавлял до 1995 года, а также две лаборатории в научно-исследовательском институте вычислительной математики и процессов управления. На новую кафедру В. С. Новоселов перешел вместе со своими сотрудниками из лаборатории динамики НИИ математики и механики ЛГУ, которой он руководил, и аспирантами. Среди молодых ученых были Л. К. Бабаджанянц, Н. И. Голубева, Л. А. Исакович, С. Н. Кирпичников, А. Н. Коваленко, Н. Ф. Мартынова, Л. И. Нумелло, А. С. Шмыров. С 1995 года кафедрой механики управляемого движения заведует Владислав Степанович Ермолин (один из учеников проф. В. И. Зубова).По постановлению Президиума АН СССР в 1981 году был открыт и функционирует филиал кафедры при Институте информатики и автоматизации. Одновременно с организацией филиала кафедры на факультете ПМ-ПУ при кафедре была организована учебная лаборатория робототехники(руководитель — Г. В. Алферов)для проведения части практических занятий по робототехнике на базе факультета ПМ-ПУ. Сотрудники учебно-научных лабораторий выполняли ряд важных хоздоговорных работ по программному обеспечению гибких автоматизированных производственных систем холодной обработки металлов резанием и в соответствии с планом Сотрудничества по промышленным роботам в рамках Межправительственного соглашения между АН СССР, Минвузом СССР и АН ГДР, Высшей школой ГДР. К этой работе активно привлекались студенты. В среднем кафедру оканчивали около 20 студентов ежегодно. Около 50 выпускников кафедры защитили кандидатские диссертации и не менее половины под руководством В. С. Новоселова. Научная работа выполнялась по инициативным темам, частично поддерживаемым в 1993–2004 гг. грантами Российского фонда фундаментальных исследований. Всего за период существования филиала было вы-полненосвыше15большихнаучно-исследователь-ских работ, опубликовано свыше 150 печатных работ, включая шесть монографий.

Личный научный путь В. С. Новоселова характеризуется глубоким интересом к трудным и новым проблемам аналитической механики и управления движением механических систем. В монографии «Вариационные методы в механике» и в цикле статей им получены фундаментальные результаты по движению неголономных механических систем (в том числе и нелинейных). Было введено новое понятие нелинейных неголономных координат, с помощью которых удалось получить наиболее общую форму уравнений движения неголономных систем с нелинейными и нестационарными связями. При варьировании неголономных систем возникает дополнительное условие на касательные векторы к конфигурационным многообразиям. Это существенно усложняет применение методов вариационного исчисления. Удалось показать дополнительность и взаимосвязь двух казалось бы противоречащих друг другу известных подходов варьирования и распространить вариационные принципы аналитической динамики на нелинейные неголономные системы.

В монографии «Аналитическая механика систем с переменными массами» введено абстрактное понятие точки переменной массы в виде наделенной соответствующей массой малой области координатной системы, жестко связанной с каркасом тела. Это позволило учесть два фактора, приводящих к созданию реактивных сил, — поверхностное изменение массы и внутреннее движение частиц. В результате удалось обобщить все основные теоремы аналитической динамики на материальные системы переменного состава и построить новые модели, основанные на анализе реактивных сил и возможном изменении кинематики тел в процессе изменения массы. Введено понятие добавочных сил. Получены необходимые и достаточные условия их потенциальности, при выполнении которых в механике системы переменного состава применим канонический формализм классической механики. Решены базовые задачи механики систем с переменными массами.

В монографии «Аналитическая теория оптимизации в гравитационных полях» и в последующем обширном цикле статей построена общая схема аналитического решения вариационных задач в гравитационном поле. Предложена методика построения аналитических приближений решения необходимых условий оптимизации космических траекторий. При этом найдены ранее неизвестные ветви оптимального решения. Выполнено исследование по оптимизации вращательного движения тел в гравитационном поле с учетом фазовых ограничений. Получено явное решение базовых задач. В разные годы В. С. Новоселов неоднократно обращался к исследованию управляемого движения механических систем при действии случайных возмущений и случайных сил. Результаты опубликованы в ряде статей, в которых, в частности, построено аналитическое решение ряда задач оптимальной встречи в гравитационном поле при использовании ограниченных наблюдений и с учетом возмущений и полных обращений.

В. С. Новоселов является автором более 230 работ, из которых более 180 опубликованы в общедоступных изданиях. Среди них 5 монографий и 9 учебных пособий. Научные интересы В. С. Новоселова по развитию методов аналитической механики в применении к новым разделам науки и техники тесно связаны с его преподавательской деятельностью. Он разработал и прочитал оригинальные общие курсы: «Теоретическая механика», «Аналитическая динамика управляемых систем», «Статистические модели в механике и физике», «Статистическая физика», а также специальные курсы: «Механика систем с переменными массами», «Методы аналитической механики», «Варьирование динамических моделей движения», «Аналитическая и качественная теории управления движением», «Вариационная теория оптимальных космических траекторий», «Оптимальное управление при случайных возмущениях», «Статистические модели нейродинамики».

В. С. Новоселов проводит интенсивную научно-организационную и общественную работу: является членом Международного астрономического союза, был членом секции автономного управления движением и навигации отделения механики и процессов управления АН СССР, является членом специализированных Советов по присуждению ученых степеней и редакционных коллегий научных журналов. В течение ряда лет работал в составе Ученого совета университета и в различных факультетских и университетских выборных органах.

С 1993 года В. С. Новоселов руководил научными разработками по проектам, получавшим финансовую поддержку Российского фонда фундаментальных исследований.

Научные исследования В. С. Новоселова и его учеников формируют новые фундаментальные направления науки и дают новые оригинальные результаты. Подготовлено более 50 кандидатов наук. В. С. Новоселов лично подготовил более 30 кандидатов наук, пять из них защитили докторские диссертации. Ученики продолжают научную и педагогическую деятельность, развивают аналитические и численные методы в механике управляемого движения и примыкающих направлениях. Они все более расширяют круг рассматриваемых задач и возможности применения полученных результатов. Это сформировало научную школу аналитических и качественных методов управления движением, которая была включена в число ведущих научных школ Санкт-Петербурга.

В начале 1970-х В. С. Новоселов, Л. К. Бабаджанянц и Н. И. Голубева опубликовали статьи, в которых была решена задача оптимального расхода топлива при гашении колебаний около центра масс спутника с быстро закрученным маховиком. В последние годы Л. К. Бабаджанянцу и И.В. Потоцкой удалось обобщить этот результат на общие линейные динамические системы и применить построенную теорию ко многим важным задачам механики управляемого движения. В рамках госбюджетной тематики велись теоретические и прикладные исследования по аналитическим и численным алгоритмам динамики управляемого движения, гамильтоновым системам, методам численного интегрирования, оптимизации внелинейных задачах механики. Позднее были затронуты такие вопросы, как исследование космического хаоса, астероидная защита, движение с солнечным парусом, исследование космических точек равновесия (либрации), специальные алгоритмы оптимизации в задачах механики.

Ряд интересных результатов получен учениками В. С. Новоселова в сотрудничестве с зарубежными учеными, что также является вкладом в мировую науку. Так, например, Л. К. Бабаджанянц совместно с Д. Саркисяном (USA) разработали новый высокоэффективный метод численного интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений; Л. К. Бабаджанянц совместно с А. В. Войтыловым (физфак СПбГУ), Т. Актосуном и Д. Саркисяном (USA) предложили новый метод и программу решения прямой и обратной задачи квантовой теории рассеяния на прямой. Программа используется в учебном процессе факультета математики и статистики университета Миссисипи; Л. К. Бабаджанянц совместно с Дж. Бойлом, Д. Саркисяном и Я. Жу (USA) предложили новый метод идентификации параметров моделей осциллирующих биохимических реакций, описываемых дифференциальными уравнениями. Результаты используются в учебном процессе факультета ПМ-ПУ; С. Н. Кирпичников и А. С. Шмыров совместно с Е. Н. Поляховой (матмех СПбГУ) и В. В. Коблик (Финляндия) опубликовали результаты исследований орбитального движения и управления движением космических аппаратов с солнечным парусом.

За плодотворный научный и педагогический труд В. С. Новоселов неоднократно награждался. Цикл работ по механике управляемого движения в 1972 г. был отмечен университетской премией. По итогам конкурсов 1975 и 1983 гг. В. С. Новоселов был награжден почетными грамотами Ленинградского университета за высокое педагогическое мастерство и подготовку научных кадров. В 1994 году ему было присвоено почетное звание заслуженного деятеля науки и техники РФ. В 1999 году он был награжден орденом Дружбы, в 2001 году ему присвоено звание «Почетный профессор Санкт-Петербургского государственного университета».

Основные публикации

  • Вариационные методы в механике. Л., 1966.
  • Аналитическая механика систем с переменными массами. Л., 1969.
  • Аналитическая теория оптимизации в гравитационных полях. Л., 1972.
  • Варьирование динамических моделей движения. Л., 1983.
  • Математические аспекты кинематики твердого тела: Учеб. пособие. Л., 1986 (в соавторстве).
  • Аналитическая динамика управляемого движения: Учеб. пособие. СПб., 1998.
  • Статистические модели механики: Учеб. пособие. СПб., 1999.
  • Методы аналитической динамики: Учеб. пособие. СПб., 2001 (в соавторстве).
  • Оптимальные траектории встречи в гравитационном поле // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 1. 2003. Вып. 4. С.89—96.
  • Игровые модели оптимизации траекторий перехода для космической навигации // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 1. 2004. Вып. 4. С.83—88.
  • Начальные приближения оптимальных траекторий перехода для космической навигации // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 1. 2004. Вып. 1. С. 30–35.
  • Оптимальные одноимпульсные траектории касательного пролета // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 1. 2005. Вып. 4. С.108—115.
  • Аналитическая механика управляемой системы: Учеб. пособие. СПб., 2005 (в соавторстве).
  • Оптимальные траектории касательного пролета с учетом продолжительности активного участка // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 1. 2006. Вып. 3. С. 109–120.
  • Об особом оптимальном по расходу топлива управлении в центральном гравитационном поле // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 1. 2007. Вып. 3. С. 54–61.
  • Оптимальный двухимпульсный касательный пролет с заданной относительной скоростью // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 1. 2007. Вып. 3. С. 144–150.

В. С. Ермолин, В. С. Королев