Научно-исследовательский центр «Data Science in Astrophysics» им. З. Жанабаева
Научно-исследовательский центр «Data Science in Astrophysics» им. З. Жанабаева Центр был открыт по решению собрания Научного совета №4 от 20 декабря 2023 года на основании приказа ректора КазНУ им. аль-Фараби № 10 от «10» января 2024 г.
Агишев Алдияр Талгатович, директор Центра "Data Science in Astrophysics", PhD по "Физике и Астрономии", и.о. доцента
https://go.2gis.com/yn2nm
Центр "Data Science in Astrophysics" был создан с целью объединить ведущие исследовательские группы Казахского Национального Университета в области наблюдательной астрономии, астрофизики и применения методов data science (современных и инновационных методов) в этих направлениях.
Научно – образовательные работы
Центр "Data Science in Astrophysics" активно занимается образовательной деятельностью, включая участие в подготовке специалистов нового поколения. В центре проводятся научные исследования и образовательные проекты с участием студентов бакалавриата, магистрантов и докторантов физико-технического факультета, а также школьников с углубленным изучением наук.
Команда центра работает над созданием учебно-методических пособий по ключевым направлениям астрономии, астрофизики и data science, что способствует развитию образовательных программ и совершенствованию преподавания.
Регулярно проводятся открытые семинары, которые охватывают как местный уровень, так и международное участие, привлекая ведущих ученых из других стран для обмена опытом и знаний. Такие мероприятия способствуют интеграции локального научного сообщества в глобальный контекст и развитию международной коллаборации.
Научно-исследовательские работы
Центр "Data Science in Astrophysics" ведет передовые научные исследования в области наблюдательной астрономии, астрофизики и применения методов data science для решения актуальных задач. В рамках работы центра реализуются следующие направления:
Эволюция и строение звезд – исследование физических процессов формирования и эволюции звезд, а также моделирование их жизненных циклов.
Моделирование кривых блеска затменных двойных систем – определение фундаментальных параметров систем на основе моделирования кривых блеска объектов.
Гидродинамическое моделирование – описание структур и динамики дисков в двойных системах на основе численного моделирования методом SPH (гидродинамики сглаженных частиц).
Допплеровская томография – наблюдательный метод описания структур дисков, который позволяет реконструировать распределение излучающего вещества в системе, в координатах радиальных скоростей, используя фазо-разрешенные спектральные данные.
Моделирование спектральных линий – моделирование характеристик электромагнитного излучения, поступающего из наблюдаемых систем для изучения свойств оболочек объектов исследования.
Центр в настоящее время реализует несколько действующих исследований, финансируемых Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (КН МНВО РК).
Результаты исследований центра регулярно публикуются в высокорейтинговых международных научных журналах, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science.
Центр также активно участвует в международных научных коллаборациях, представляя результаты своих исследований на конференциях мирового уровня. Кроме того, центр выступает организатором научных конференций, создавая платформу для обмена опытом и сотрудничества ученых из разных стран.
В 2024 году в рамках празднования 90 летия университета была организована и проведена международная конференция “Hot Stars. Life with Circumstellar Matter” (), в которой приняли участие порядка 90 ученых, в том числе 50 ведущих астрофизиков из 20 стран мира (США, Канада, страны Латинской Америки, России, Европы, Китая и другие).
Проекты
Грантовое финансирование молодых ученых по научным и (или) научно-техническим проектам на 2023-2025 годы (Министерство науки и высшего образования Республики Казахстан):
AP19578879 "Исследование наблюдательных проявлений звезд типа FS CMa методами компьютерного моделирования", руководитель – Агишев А.Т.
Грантовое финансирование по научным и (или) научно-техническим проектам на 2023-2025 годы (Министерство науки и высшего образования Республики Казахстан):
AP19678376 "Физика аккреционных потоков в катаклизмических переменных с разными темпами аккреции", руководитель – Хохлов С.А.
Краткое описание
Вычислительный кластер для астрономических и астрофизических задач в КазНУ имени аль-Фараби.
Кластер вычислительной системы состоит из физических серверов. Дополнен удаленной облачной инфраструктурой, построен по принципу высокой доступности и отказоустойчивости. Эта архитектура удовлетворяет техническим потребностям и масштабируется как вертикально, так и горизонтально.
Гибкость и модульность структуры кластера обеспечиваются единой системой управления через распределенные системы электропитания и доступа.аким образом, достигается полная функциональность вычислительных узлов 24/7, резервное копирование, миграция, хранение данных и доступ с возможностью "горячей" замены и развертывания как отдельных систем, так и целых узлов.
Система доступа организована через основной канал со скоростью 1 Гбит/с с использованием защищенной топологии SSL VPN. Резервный радиоканал 4G со скоростью 50 Мбит/с подключен через Firewall с внешним публичным IP-адресом. Облачная часть развернута на арендуемом виртуальном хостинге (Microsoft OneDrive) для поддержки распределения данных и обеспечения доступа.
Вычислительный узел представляет собой набор виртуальных машин на общей платформе гипервизора (в частности, HYPER-V, в некоторых случаях ESXi), построенный на общих ресурсах, распределенных между физическими серверами (процессоры Xeon, оперативная память и жесткие диски в массиве RAID).
Электропитание обеспечивается независимыми источниками питания и системой резервного копирования. Система управления питанием поддерживает функцию удаленного доступа. Соединение между машинами внутри домена осуществляется через интерфейсы 10 Гбит/с. Сетевая инфраструктура построена посредством агрегации каналов и резервирования соединений. VLAN-домены транслируют управление системой питания с датчиками мониторинга, управленческой подсетью и подсетью доступа.
Мы используем собственный скрипт на основе Linux-shell для распараллеливания вычислений.
|
|
|
|
|
HP Enterprise ProLiant DL380 Gen10 Plus (support PCIe 4.0), 2U Rack. Processor: 112 threads 2.60 GHz, (max. 3.5 GHz) 2x Intel Xeon Gold 6330, 42M Cache, 28 cores, 56 threads each. GPU: 1xNvidia A2 RAM: 128 GB, 4x32GB, DDR4-3200MHz. Storage: 2.8 TB, 3x960GB SSD on 8xSFF bay with MR416i-p NVMe/SAS 12G hardware RAID controller. Network: 2x10GE (SFP+, DAC, access), 1x1GE (management). Power supply: 1x1600W and 1x800W (backup power). |
Вычислительный кластер для астрономических и астрофизических задач имеет следующие характеристики:
Вычислительные ресурсы
В общей сложности доступны следующие ресурсы:
– 464 потока с тактовой частотой 2.6 ГГц (на 10 физических процессорах серии Xeon Gold 62xx/63xx).
– 1 графический процессор (Nvidia A2).
– 576 ГБ оперативной памяти (DDR4, 2666 МГц).
– 23 ТБ хранилища (SSD / SAS диски в аппаратном массиве RAID).
Аппаратное обеспечение кластера включает 4 сервера HP Enterprise DL380 Gen10 / Gen10 Plus.
Возможности доступа
– SSH и RDP (VNC по запросу) через публичный IP-адрес.
– Доступ к "пользовательским данным" возможен через Microsoft Cloud (1 ТБ, файловый хостинг) с использованием общих ссылок.
Топология программного и аппаратного обеспечения
– Основная операционная система: Linux (Ubuntu 18.04 LTS).
– Виртуализация: Hyper-V Server 2019.
– Интерфейс интернет-подключения (основной uplink, доступ к локальной сети): 1 Gigabit Ethernet (1 Гбит/с, пинг 2–5 мс, скорость 750 Мбит/с по данным сервиса speedtest.net).
– Резервная сеть 4G, скорость 50 Мбит/с, также используется для доступа по публичному IP.
– Основное энергопитание: 6.5 кВт, резервное питание: 2.2 кВт.
– Взаимодействие внутри кластера: 10GBASE (SFP+, DAC).
– Управляющая сеть VLAN на основе интерфейсов 1 Гбит/с с удаленным доступом через FortiGate SSL VPN.
– Реализованы функции NGFW (многофункциональные межсетевые экраны), инструменты мониторинга системы, маршрутизация и коммутация, включая агрегирование каналов и резервирование соединений.
– Возможность масштабирования как вертикального, так и горизонтального.
Особенности эксплуатации и обслуживания (O&M)
– Контрольные точки рабочих нагрузок ОС.
– Резервное копирование и миграция ОС.
– Клонирование и создание образов с текущими конфигурациями и встроенными приложениями.
– Быстрое развертывание ОС и вычислительных узлов.
– Горячая замена аппаратных компонентов серверов в составе кластера.
Руководитель центра:
Агишев Алдияр Талгатович, директор Центра "Data Science in Astrophysics", PhD по "Физике и Астрономии", и.о. доцента
===============================================
ЛАБОРАТОРИЯ “АНАЛИЗ ДАННЫХ В АСТРОФИЗИКЕ” – 533 АУДИТОРИЯ
Заведующий лабораторией:
Хохлов Серик Анатольевич, PhD по "Физике и Астрономии"
Должность: ведущий научный сотрудник анализа данных в астрофизике (КазНУ), и.о. профессора кафедры Электроники и астрофизики (КазНУ)
Научные интересы: Спектральный анализ; B[e] звезды; Be звезды; звезды post-AGB; распределение энергии в спектре;
ORCID: 0000-0001-5163-508Х
scopus author: 57193160477
e-mail: skhokh88@gmail.com
Научный коллектив:
Вайдман Надежда Леонидовна, MSc по "Физике и Астрономии"
Должность: младший научный сотрудник лаборатории Анализа данных в астрофизике (КазНУ); Младший научный сотрудник лаборатории Физики звезд и туманностей (АФИФ); Наблюдатель в Тянь-Шаньской Астрономической обсерватории (АФИФ)
Научные интересы: наблюдательная астрономия; первичная обработка данных; спектральный анализ; Be звезды; звездная эволюция; MESA.
ORCID: 0000-0002-7449-0108
scopus author: 58554640500
e-mail: nva1dmann@gmail.com
Габитова Ильфа Азаматовна, докторант 3-го курса по специальности "Физика и Астрономия"
Должность: младший научный сотрудник лаборатории Анализа данных в астрофизике (КазНУ)
Научные интересы: спектральный анализ; Be звезды; доплеровская томография; спектральное распределение энергии.
ORCID: 0000-0002-5328-8568
scopus author: 58554782700
e-mail: ilfa3110@gmail.com
Нурмахаметова Шахида Ташмахомедовна, студент 4 курса бакалавриата по специальности "Физика и Астрономия"
Должность: инженер лаборатории Анализа данных в астрофизике
Научные интересы: первичная обработка данных; спектральный анализ; фотометрия; звезды post-AGB.
ORCID: 0009-0005-6851-7270
e-mail: shahidanurmahametova@gmail.com
Агишев Дамир Талгатович, докторант 1-го курса по специальности "Физика и Астрономия"
Должность: младший научный сотрудник лаборатории Анализа данных в астрофизике (КазНУ)
Научные интересы: моделирование спектральных линий; гидродинамическое моделирование; SPH.
ORCID: 0009-0008-7289-1347
e-mail: agishev.pluto@gmail.com
=========================================================
ЛАБОРАТОРИЯ “ЦЕНТР ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ” – 529 АУДИТОРИЯ
Заведующий лабораторией:
Агишев Алдияр Талгатович - PhD по "Физике и Астрономии",
Должность: ведущий научный сотрудник, и.о. доцента кафедры Электроники и астрофизики (КазНУ)
Научные интересы: администрирование компьютерного кластера, вычислительные мощности, SPH моделирование
ORCID: 0000-0001-9788-7485
scopus author: 57201661110
e-mail: aldiyar.agishev@gmail.com
Научный коллектив:
Хохлов Азамат Анатольевич, PhD по "Физике и Астрономии"
Должность: постдокторант (КазНУ), старший преподаватель кафедры Электроники и астрофизики (КазНУ), инструктор Huawei HCIP-Datacom
Научные интересы: спектральный анализ; распределение энергии в спектре; B[e] звезды.
ORCID: 0000-0001-6987-9058
scopus author: 57945306100
e-mail: kh.azamat92@gmail.com
=========================================================
Зарубежные сотрудники:
Dr. Anatoly S. Miroshnichenko
Должность: Профессор UNCG, США
Научные интересы: эксперт в области звездной астрофизики, специалист по моделированию спектральных данных.
ORCID: 0000-0003-2526-2683
scopus author: 7003818343
e-mail: a_mirosh@uncg.edu
Dr. Sergey Zharikov
Должность: Investigador Titular "B" T.C., OAN IA UNAM, Mexico
Научные интересы: эксперт в области звездной астрофизики, специалист по моделированию звездных систем и доплеровской томографии.
ORCID: 0000-0002-3833-1038
scopus author: 7005549133
e-mail: zhar@astrosen.unam.mx
Публикации
2024:
- Nodyarov, A. S., Miroshnichenko, A. S., Khokhlov, S. A., Zharikov, S. V., Agishev, A. T., Gabitova, I. A., Vaidman, N. L., & Manset, N. (2024). Properties of Galactic B[e] Supergiants. X. Refined Orbit and Fundamental Parameters of the HD 327083 Binary System. The Astrophysical Journal, 968(2), 52.
- Gabitova, I. A., Miroshnichenko, A. S., Zharikov, S. V., Amantayeva, A., & Khokhlov, S. A. (2024). Doppler Tomography of the Circumstellar Disk of the Be Star κ Draconis. Galaxies, 12(3), 23.
- Miroshnichenko, A. S., Danford, S., Zharikov, S., Aarnio, A., Prendergast, P., Khokhlov, S. A., Gabitova, I. A., Amantayeva, A., Vaidman, N. L., Baktybayev, S. S., Andronov, I. L., Chinarova, L. L., & Usenko, I. A. (2024). A variety of binary targets for small telescopes. Contributions of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, 54(2), 47–57.
- Miroshnichenko, A. S., Chari, R., Danford, S., Prendergast, P., Aarnio, A. N., Andronov, I. L., Chinarova, L. L., Lytle, A., Amantayeva, A., Gabitova, I. A., Vaidman, N. L., Baktybayev, S. S., & Khokhlov, S. A. (2023). Searching for Phase-Locked Variations of the Emission-Line Profiles in Binary Be Stars. Galaxies, 11(4), 83.


