Областью исследований кафедры информационных технологий являются математическое моделирование, численные методы и комплексы программ для решения различных прикладных задач. За годы существования кафедры спектр этих задач менялся, в том числе адаптируясь под актуальные запросы науки и производства. Например, ранее на кафедре существовали такие направления, как «Проектирование и расчёт осесимметричных систем», «Разработка основ теории параллельного диагностирования дискретных объектов» и др.

Сейчас на кафедре информационных технологий активно реализуются следующие направления исследований и разработок:

1. Математическое моделирование в задачах деформирования подкреплённых оболочечных конструкций

Теория тонких оболочек начала развиваться в конце XIX в. и остаётся актуальной по настоящее время. Интерес к ней проявляют как математики, механики, так и инженеры.

В машиностроении и строительстве тонкие оболочки используются в качестве большепролетных покрытий, обшивок, корпусов и т. п. и интересны своим малым весом (за счёт тонкости) и высокой прочностью / устойчивостью (за счёт геометрии).

Основными целями исследований являются анализ прочности, устойчивости и колебаний таких конструкций. Для этого требуется разрабатывать новые теории, которые бы учитывали те или иные параметры.

В рамках рассматриваемого направления функционирует научная школа «Разработка обеспечения прочности, устойчивости и колебаний строительных конструкций, зданий и сооружений», включённая в реестр научных и научно-педагогических школ Санкт-Петербурга на основании решения президиума Научно-технического совета при Правительстве Санкт-Петербурга в соответствии с распоряжением Комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга в 2013 г.

Примером могут служить исследования по учёту работы рёбер жёсткости, увеличивающих прочность и устойчивость тонких оболочек; влияние на эти характеристики вырезов (например, технологических); учёт многослойности, полимерности материала оболочки и т. п. Кроме напряжённо-деформированного состояния в статике, также рассматриваются задачи динамики.

Руководитель направления: д. т. н., профессор Владимир Васильевич Карпов

Сотрудники: к. т. н. А. А. Семенов, к. т. н. Л. П. Москаленко, Д. С. Петров, П. А. Бакусов, Ю. Н. Згода.

2. Информационное моделирование зданий (BIM)

В последнее десятилетие бурно развивается направление по созданию информационных моделей. Если раньше некий объект или процесс описывался набором напрямую не связанных друг с другом документов (изменения в одном требуют внесения правок во все связанные с ним в «ручном режиме»), то информационная модель подразумевает объединение всех характеристик объекта внутри одного проекта с созданием связей между ними. Кроме того, информационная модель подразумевает и свою эволюцию, т. е. внутри неё имеется возможность указывать все изменения, вносимые во время жизненного цикла объекта (проектирование → реализация → эксплуатация → утилизация).

Характерным примером такого моделирования является информационное моделирование зданий (Building Information Modeling). При таком принципе моделирования, в отличие от «традиционного», изменение какого-либо одного параметра влечёт за собой изменение всех остальных с ним связанных автоматически (что исключает, например, ошибки пересечения объектов). Такой подход упрощает и ускоряет процесс проектирования, реализации и последующей эксплуатации здания. Подробнее о BIM-технологиях можно узнать здесь.

Стоит отметить, что ежегодно по данному направлению проводится Международная конференция «BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры» (BIMAC) (http://bim.conf.spbgasu.ru/ru/), по итогам которой выпускается сборник трудов.

Участники направления: к. т. н. А. А. Семенов, к. т. н. К. А. Шумилов, О. И. Долганова, И. А. Евсиков, Ю. Н. Згода, А. О. Зуева, Е. М. Козлова.

3. Разработка прикладного программного обеспечения

Современные математические модели, вычислительные эксперименты и исследования требуют использования ЭВМ, т. е. написания программного обеспечения. Построение оптимального (по времени, ресурсам и т. п.) алгоритма на основе математической модели, представленной в виде набора уравнений, также представляет научный интерес.

Кроме того, по данному направлению проводится разработка веб-ресурсов (Front-end / Back-end) и мобильных приложений, написание ботов, проектирование баз данных и т. д. Для этих целей используются такие языки программирования, как C++, C#, Python, R, MySQL, Java, JavaScript.

В рамках данного направления на кафедре рассматриваются вопросы алгоритмизации, разработки прикладного программного обеспечения для исследования технических систем, систем финансового анализа.

Участники направления: к. т. н. С. В. Букунов, к. т. н. О. В. Букунова, Ю. Н. Згода, М. Ю. Тимохин.

4. Математическое моделирование вертикальной структуры пограничного слоя атмосферы и океана

При решении многих научных и прикладных задач необходимо детальное описание вертикальной структуры метеорологических полей в атмосферном пограничном слое. Трудоёмкость и сложность проведения натурных измерений не всегда позволяет получить его полную пространственно-временную структуру, и одним из направлений исследования пограничного слоя наряду с экспериментальными работами является применение математических моделей. Методы математического моделирования дают возможность изучить атмосферные процессы в районах, где вследствие физико-географических условий объём экспериментальных данных ограничен, а также провести анализ возможных последствий влияния деятельности человека на окружающую среду.

Участники направления: к. ф.-м. н. Л. В. Мовсесова, к. ф.-м. н. М. М. Ромаданова, к. ф.-м. н. В. А. Фролькис.

5. Математическое моделирование страхования и инвестиций

В последние десятилетия финансовые рынки стали оказывать существенное влияние на жизнь государства и общества как в отдельно взятых странах, так и в мировом масштабе. Положение на финансовых рынках влияет на экономику, социальную жизнь, развитие науки, техники и т. п., поэтому понимание структуры финансовых рынков и их развития играет всё более важную роль.

Для этих целей разработаны численные методы решения задачи со свободной границей для ряда эллиптических и параболических уравнений, основанные на вероятностных представлениях её решения. На основе этих методов созданы алгоритмы и написаны программы, их реализующие, для расчёта справедливых цен американских опционов.

Кроме этого, проводится работа по созданию механических и автоматизированных торговых систем, для которых применяются методы технического и компьютерного анализа. Рассматривается и внедряется алгоритмизация биржевой торговли.

Участники направления: к. т. н. С. В. Букунов, к. ф.-м. н. М. М. Ромаданова.

Кроме того, существенная часть исследований выполняется на междисциплинарном уровне – в научные коллективы входят сотрудники других кафедр, например, строительной механики, математики, водопользования и экологии и др.