Архив

Итоги 2010 года

ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРИОРИТЕТНЫМ НАПРАВЛЕНИЯМ В 2010 г.

В 2010 г. в НИИ механики МГУ проводились работы по 15 приоритетным научным направлениям фундаментальных исследований в области современной механики, утвержденным Ученым советом института. Финансирование исследований в основном осуществлялось за счет (базового) госбюджетного финансирования, полученного из ЦБ МГУ, а также за счет грантов РФФИ (83 гранта) и научных школ (2 научные школы и 3 гранта Президента РФ для молодых ученых), международных грантов (13 грантов).

В годовой отчет о достижениях за 2010 г. НИИ механики МГУ представил разработанный по техническому заданию "Роскосмоса" программный комплекс "Оптимайзер-PCODS" (свидетельство НИИ механики МГУ о государственной регистрации программы на ЭВМ PCODS № 2010612405 по заявке № 2009617528 от 28.12.2009 и приоритетом от 5.04.2010). Программный комплекс предназначен для поиска оптимального распределения запусков космических аппаратов в установленный период времени по всем существующим в мире ракетоносителям с учетом их технических параметров. Расчет по данным 2009 г. показал, что при использовании оптимального варианта, найденного программным комплексом "Оптимайзер", фактические затраты на запуск в 2009 г. 118 космических аппаратов могли бы быть снижены более, чем на полмиллиарда долларов США (Ю.Г. Мартыненко, А.В. Балахно, П.А. Комаров, Э.К. Лавровский, В.К. Коневец).

  1. Гидродинамика высокоскоростных и нестационарных процессов

    Лаборатория экспериментальной гидродинамики. Обнаружены и исследованы два возможных механизма возникновения автоколебательных режимов кавитационного взаимодействия встречных потоков жидкости.

    В задаче о фонтанировании плоских затопленных струй жидкости в случае придонного стока установлено, что начиная с некоторого значения числа Фруда частота автоколебаний фонтана совпадает с собственной частотой колебаний жидкости в сосуде.

    Лаборатория нестационарной гидродинамики. На гидроканале проведены исследования модели волнодвижителя, представляющего собой наклонную пластину, установленную на малой глубине под свободной поверхностью воды и жестко закрепленную на свободно катящейся вдоль канала тележке. Исследована область параметров, для которых имеет место движение пластины навстречу волнам.

    Разработана и реализована методика быстрого измерения параметров волн с помощью ультразвукового сканирования поверхности воды в двух сечениях с последующим спектральным и корреляционным анализом сигналов. Для самоходных моделей судов с волнодвижителями разработана новая методика определения тяги волнодвижителя.

  2. Устойчивость гидродинамических течений и турбулентность

    Лаборатория экспериментальной гидродинамики. Показана возможность обеспечения безотрывного течения в коротком круглом диффузоре, в котором диаметр канала увеличивается в три раза на длине, равной одному входному диаметру, за счёт профилирования канала и установки мелкопористой перегородки на его выходе.

    Установлено формирование развитого турбулентного течения на выходе круглого конического диффузора с малым углом раскрытия при меньших числах Рейнольдса, чем в трубе.

    Установлено, что изменение структуры меридиональной циркуляции турбулентного течения во вращающемся сферическом слое приводит к изменению положения максимумов пульсаций скорости и уровня стохастичности.

    Лаборатория общей аэродинамики. Проведена серия экспериментальных исследований по движению линии контакта двух несмешивающихся жидкостей в вертикальном капилляре. Подтверждена гипотеза, высказанная ранее на основе экспериментов Прокунина, о нарушении сплошности движения и формировании цепочки кавитационных пузырей на линии контакта. Предложена теоретическая схема течения вблизи линии контакта.

    Лаборатория нестационарной гидродинамики. Проведено исследование условий возникновения автоколебательных режимов при истечении струи жидкости в плоский канал с поддувом воздуха (в заглушенную его часть) и образованием воздушной подушки с повышенным давлением. Показано, что характеристики автоколебаний сильно зависят от объема каверны. При постоянном поддуве амплитуда автоколебаний падает с ростом объема каверны, при некотором пороговом его значении автоколебания прекращаются. (При больших поддувах возникает прерывистый (помпажный) режим течения.)

    Лаборатория механики природных процессов. Построено точное решение задачи о растекании тонкого слоя вязкой несжимаемой жидкости на нестационарно вращающейся плоскости. Показано, что существует закон вращения плоскости, при котором поверхность жидкости остается плоской.

    Лаборатория общей аэродинамики. Изучены свойства решений уравнений Навье-Стокса в 4 пространственных измерениях на примере турбулентного течения в плоском канале. Обнаружены парадоксальные свойства, включающие повышение критического числа Рейнольдса и снижение уровня турбулентного трения.

    Создан принципиально новый метод расчета нестационарных трехмерных течений вязкой несжимаемой теплопроводной жидкости - метод вязких дипольных доменов, открывающий новые возможности прямого бессеточного численного моделирования пространственных течений в лагранжевых координатах.

    Лаборатория аэромеханики и волновой динамики. Модифицированы численные методы и проведены исследования перестроек потока вязкой жидкости при внесении в автоколебательную систему цилиндр-вихревая дорожка Кармана периодических возмущений другой частоты. Дополнительные возмущения возникают при вынужденных линейных и вращательных колебаниях цилиндра. Нелинейные взаимодействия порождают ряд гидродинамических эффектов, таких как перестройка и хаотизация течения в следе, изменение аэродинамических нагрузок на тело.

  3. Механика сред, взаимодействующих с электрическими и магнитными полями

    Лаборатория общей гидромеханики и Лаборатория кинетических процессов в газах. Динамика состава плазмы свободно горящего сильноточного разряда как вблизи опорных пятен, так и на удалении от них исследована на основе спектральных измерений со скоростями 50 кадров в секунду одновременно в нескольких точках разряда.

    Лаборатория общей аэродинамики. Проведена серия экспериментальных исследований течения слабопроводящей жидкости в тонком диэлектрическом канале. Обнаружено образование устойчивых светящихся кавитационных нитей в каналах микронной толщины. Определена скорость движения таких образований.

    Уточнена модель движения в "бегущем" магнитном поле тонкого цилиндра из намагничивающегося вязкоупругого композита с учетом трения о стенки. Разработана методика экспериментального определения коэффициентов модели на основе численного моделирования движения такого тела по каналу. Создана новая установка и экспериментально исследовано движение тонкого тела из намагничивающегося композита в горизонтальном цилиндрическом канале в "бегущем" магнитном поле.

    Лаборатория физико-химической гидродинамики. Исследованы нестационарные течения в индукционных электрогидродинамических насосах с плоским каналом. Аналитически найдены распределения параметров эгд течения в канале, получена зависимость расхода жидкости от перепада давления и приложенных продольного и поперечного электрических полей.

  4. Движение сплошных сред с физико-химическими превращениями

    Лаборатории физико-химической газодинамики и кинетических процессов в газах. На основе методов классической и квантовой механики разработаны новые математические модели и вычислительные алгоритмы при моделировании каталитических свойств теплозащитных покрытий КА. Проведены расчеты каталитических свойств теплозащитных покрытий и тепловых потоков к телам при их входе в атмосферы Земли и Марса.

    Лаборатория физико-химической газодинамики. Численно исследована структура недорасширенных воздушных струй, истекающих из разрядного канала установки индукционного плазмотрона ЦАГИ (АДТ ВАТ-104), и обтекание ими моделей различной геометрии, установленных в рабочем тракте установки. Определены способы (Показано, что использование низкокаталитических покрытий, а также увеличение расстояния между моделями и выходом недорасширенных струй из подогревателя плазмотрона позволяет) существенного снижения тепловых потоков к моделям и равновесную радиационную температуру их поверхности.

    Лаборатория кинетических процессов в газах. Впервые проведено тестирование ряда двухтемпературных моделей диссоциации в условиях термической и химической неравновесности в диапазоне до 10000 К путем сравнения с профилем колебательной температуры, измеренным в эксперименте. Установлено, что рассмотренные модели не описывают экспериментальные данные.

    Определены концентрационные пределы воспламенения водородо-кислородных и водородо-воздушных смесей в ударных волнах при высоких температурах и давлении, близком к атмосферному. На режимах без самовоспламенения смесей показана возможность лазерного инициирования детонации за фронтом ударных волн.

    Лаборатории газодинамики взрыва и реагирующих систем. Расширены возможности разработанного ранее (в 2007-2009 гг.) вычислительного комплекса для расчета плоских течений реагирующего газа с ударными и детонационными волнами. Отличительной особенностью комплекса является использование многоблочных подвижных сеток. Улучшен графический интерфейс комплекса.

    С использованием (указанного) комплекса решены задачи об инициировании и распространении детонации во вращающихся емкостях с внутренними перегородками и в камерах сгорания с динамически изменяющейся геометрической конфигурацией. Установлена возможность инициирования "многоочаговой детонации" внутри вращающихся емкостей за счет локального "поршневого эффекта", проявляющегося вблизи внутренних перегородок и лопастей. Сформулирована концепция принципиально нового "роторного детонационного двигателя". Установлена возможность инициирования детонационных волн за счет эффекта "многократной накачки" ударных волн при периодическом движении стенок камеры сгорания.

    Выполнено теоретико-экспериментальное исследование кольцевого соплового устройства специального типа, имеющего тяговую стенку в виде сферического сегмента. (По сравнению с традиционными соплами Лаваля и соплами с центральным телом сопловое устройство, предложенное в НИИ механики МГУ, имеет значительно меньшую длину при одинаковом расходе, а также обладает свойством авторегулируемости режима истечения при изменении высоты полета.) Новое сопловое устройство рассматривается как перспективное для реализации бесклапанного пульсирующего режима сжигания топлив. Экспериментально определены тяговые характеристики соплового устройства при использовании в качестве рабочего тела воздуха и продуктов сгорания ацетилено-воздушных смесей. Выполнено численное моделирование нестационарных процессов, сопровождающих запуск и установление течения в экспериментах. Проведена верификация расчетных моделей. Достигнуто удовлетворительное совпадение с экспериментом по значениям тяги и давления в различных контрольных точках газодинамического тракта.

  5. Газовая динамика и теплообмен

    Лаборатория общей аэродинамики и Лаборатория аэромеханики и волновой динамики. Проведены аэродинамические испытания моделей Центрального Олимпийского стадиона в Сочи для определения ветровых нагрузок и снегоотложений.

    Лаборатория физико-химической газодинамики. Предложены асимптотически согласованные континуальные модели для исследования теплопередачи и трения на затупленных телах, обтекаемых гиперзвуковым потоком разреженного газа в переходном режиме обтекания. Предложены эффективные граничные условия для скорости скольжения и скачка температуры на поверхности. Для модели вязкого ударного слоя при малых числах Рейнольдса показана важность учета в граничных условиях членов, связанных с кривизной ударной волны и тела.

    Лаборатория аэромеханики и волновой динамики. Доведен до практического применения программный комплекс, реализующий бессеточный численный метод вязких вихретепловых доменов решения нестационарных двумерных уравнений Навье-Стокса и теплопроводности вязкой несжимаемой жидкости. Выполнен цикл параметрических исследований влияния осцилляций нагретых цилиндров на их сопротивление и теплоотдачу. Обнаружены случаи роста теплоотдачи при одновременном снижении сопротивления колеблющегося цилиндра по мере увеличения частоты его осцилляций.

    В экспериментальных и численных исследованиях сверхзвукового обтекания моделей решетчатых крыльев в широком диапазоне углов атаки определены границы существования характерных режимов течения и выявлены новые особенности их силомоментных характеристик.

    Выполнен расчет обтекания комплекса зданий проектируемого Олимпийского университета в Сочи. Определены ветровые нагрузки на проницаемые ограждения навесных фасадных систем, а также получены оценки уровней комфортности пешеходных зон.

    Лаборатория гиперзвуковой аэродинамики. Экспериментально показана возможность повышения донного давления за телом вращения в сверхзвуковом потоке при использовании теплоподвода в донной области и различных конструктивных элементов.

    Обнаружен новый тип существования отрыва турбулентного пограничного слоя в несимметричных сверхзвуковых конических течениях. Он отличается от обычного тем, что в область вихревого конического течения вовлекаются частицы газа, прошедшие косой и замыкающий скачки уплотнения-конфигурации ударных волн, обладающие более высокими динамическими характеристиками, чем частицы из области смешения. Они оттесняют область отрыва пограничного слоя от поверхности и приводят к смещению линии отрыва вверх по потоку. При этом устанавливается плато давления, отличное от известных аппроксимаций (величин) при "свободном" взаимодействии.

    Экспериментально изучена возможность повышения эффективности тепло-обменных поверхностей с поверхностными углублениями в сверхзвуковом потоке за счет изменения их формы (полусферическая, траншейная).

    Получено асимптотическое решение задачи о плоской преграде в гиперзвуковом потоке от сферического источника с учетом локально-одномерного переноса излучения в ударном слое. Найдена форма ударной волны и распределение лучистого потока по плоскости.

    Лаборатории гиперзвуковой аэродинамики и общей гидромеханики. Впервые обнаружено экспериментально и подтверждено в расчетах снижение температуры адиабатической стенки при вдуве гелия в сверхзвуковой поток аргона (He-Ar, H2-Ar) и (He-Xe, H2-Xe). Наиболее сильно этот эффект проявляется в смеси газов при низких значениях числа Прандтля.

    Лаборатория газодинамики взрыва и реагирующих систем. Выполнено численное исследование сверхзвукового обтекания сферы при наличии энерговклада, локализованного в различных зонах донной области. Для описания течения использовались осредненные уравнения Навье-Стокса и модель турбулентности k- . Несмотря на повышение давления и температуры в зонах энерговклада радикальной перестройки течения зафиксировано не было. Обнаружено незначительное увеличение давления в области донного отрыва, приводящее к уменьшению общего аэродинамического сопротивления. Во всех рассмотренных вариантах сэкономленная в результате снижения сопротивления мощность оказалась меньше вложенной мощности, так что энерговклад в донной области оказался неэффективным.

    Лаборатория механики природных процессов. В теории пограничного слоя построено новое асимптотическое представление решения задачи об обтекании полубесконечной пластины с закругленной передней кромкой.

  6. Механика природных процессов

    Лаборатория общей гидромеханики. Разработана программа для моделирования фильтрационных течений бинарной смеси воды и углекислого газа. Выявлены особенности многофазных фильтрационных течений в до- и закритических условиях. Проведено моделирование фильтрационных течений смеси в реальных геотермальных системах. Обнаружены автоколебательные режимы.

    Исследовано влияние растворения кристалла плагиаклаза на процесс кристаллизации магматического расплава. Показано, что из-за конкуренции процессов роста и диффузии при линейном по времени падении температуры, периоды роста кристалла сменяются его растворением. Выявлен критерий наличия осцилляторной зональности. Определена зависимость толщины колец от скорости остывания расплава.

    Исследовано влияние распределения концентрации кристаллов в поперечном сечении канала вулкана на динамику извержения. Показано, что стационарные решения, полученные в рамках одномерной и двумерной моделей, совпадают при больших и малых расходах, когда кристаллизация незначительна, или близка к равновесной. При промежуточных значениях расхода решения различаются сильно.

    Лаборатория общей аэродинамики. Показана несостоятельность терминологии о взрыве метеорных тел в атмосфере. Правильно говорить о преобразовании кинетической энергии метеороида в другие виды энергии. Утверждение о появлении при этом взрывной ударной волны является ошибочным. Сформулированы критерии образования кратеров и выпадения метеоритов в переменных "баллистический коэффициент - параметр уноса массы".

    Лаборатория механики природных процессов. Выполнен анализ баланса энергии, выделяющейся в очаге землетрясения. Показано, что затраты энергии на работу сил трения и на образование сейсмических волн имеют один и тот же порядок.

  7. Биомеханика

    Лаборатория общей гидромеханики. Разработана новая математическая модель поведения глазного яблока при непрямых статических измерениях, принятых в офтальмологии. Установлена зависимость механических характеристик глазного яблока, получаемых при таких измерениях, от упругих констант склеры и роговицы. Предложен метод оценки индивидуальных значений этих констант для конкретного пациента.

    На основе математического моделирования нестационарного радиального течения в корне растения предложена корректная методика экспериментального определения его гидравлических и транспортных характеристик.

    Лаборатория аэромеханики и волновой динамики и лаборатория нестационарной гидродинамики. Методами трехмерного численного моделирования и физического эксперимента определены коэффициенты жесткости, характеризующие состояние системы имплант-костная ткань. Экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами численных расчетов. Полученные представление об особенностях полей напряжения и деформации рекомендуется учитывать при планировании восстановительных операций.

    Лаборатория физико-химической гидродинамики. Теоретически исследован нагрев намагничивающейся жидкости с низкой температурой Кюри в переменном магнитном поле для случая, когда зависимость мощности тепловыделения от температуры имеет произвольный вид. Определены условия, при которых режим нагрева оптимален для магнитной гипертермии опухолей.

    Лаборатория биомеханики. Рассмотрена задача о распространении сдвиговых волн в мышечной ткани, моделируемой трансверсально-изотропной несжимаемой упругой или вязко-упругой сплошной средой с одномерными активными напряжениями. Показано, что в такой среде возможны два типа волн. Поскольку поперечные волны распространяются без затухания, а их скорость зависит от активного напряжения мышц, то такие волны могут быть использованы для оценки мышечного тонуса у человека.

    Проведены теоретическое и экспериментальное исследования процессов агрегации и дезагрегации эритроцитов, которые существенно влияют на течение крови в венозной части сосудистого русла. Обнаружен и количественно охарактеризован процесс парного слипания эритроцитов после их соприкосновения.

    Лаборатория механики природных процессов. Исследованы процессы сознания, памяти и узнавания. Выявлены общие математические особенности этих явлений.

  8. Динамические воздействия на сплошные среды и конструкции

    Лаборатория динамических испытаний. Разработана методика изучения волновых процессов в непрерывно неоднородных упругих телах. С ее помощью решены новые динамические задачи для радиально неоднородных полых цилиндров. Получены новые волновые эффекты.

    Лаборатория упругости и пластичности. В рамках трехмерной теории упругости в длинноволновом приближении решена и исследована задача о свободных колебаниях бесконечных трёхслойных пластин. Получены и исследованы главные асимптотики собственных форм для первых мод колебаний.

    Предложена и реализована система верификационных натурных и виртуальных экспериментов на основе метода Кольского для решения краевых задач динамической прочности с контролируемой погрешностью.

    Применительно к задачам устойчивости и колебаний тонкой анизотропной конической оболочки при комбинированном нагружении уточнена постановка задач об эволюции собственных осесимметричных форм.

  9. Механика упруго-пластических сред и конструкций

    Лаборатория упругости и пластичности. Проведено численное моделирование процесса углового прессования в двумерной и трехмерной постановке, установлена роль упрочнения материала.

    Исследовано влияние различных вырезов, начальных неправильностей формы и нелинейности деформирования на несущую способность многослойных тонкостенных конструкций.

    Предложена уточненная форма основного закона фотоупругости на основе решения задачи о сжатии диска в пространственной постановке.

  10. Ползучесть, длительная и высокотемпературная прочность материалов и элементов конструкций

    Лаборатория ползучести и длительной прочности. Поставлена и решена двумерная периодическая контактная задача для системы штампов в форме трапеций, скользящей по границе вязкоупругого основания. Рассчитаны контактные давления, размеры области контакта и сила трения при различных значениях входящих параметров.

    Проведена серия испытаний на релаксацию напряжений при растяжении полимерного композита, упрочненного наночастицами, в широком диапазоне температур. Показано, что для учета влияния температуры на релаксационные свойства материала может быть использован метод температурно-временной аналогии.

    Проведено теоретическое исследование осадки круговых цилиндров жесткими штампами, движущимися навстречу друг другу, в условиях установившейся ползучести с учетом бочкообразования. Получено условие энергетической эффективности процесса осаживания цилиндра.

    Проведено теоретико-вероятностное исследование неустановившейся ползучести с учетом случайных факторов при постоянных и переменных напряжениях. Показано, что полученные результаты соответствуют известным экспериментальным данным.

    Показано, что при облучении твердых сплавов быстрыми электронами существует предельное значение уровня интегрального потока, при превышении которого облучение сплавов приводит к уменьшению их микротвердости.

    Лаборатория ползучести и прочности при высоких температурах. Показано, что кинетические уравнения теории ползучести Ю.Н. Работнова могут быть получены на основе феноменологической теории термодинамики необратимых процессов. Предложен вариант кинетической теории, в котором поврежденность отлична от нуля только на стадии прогрессирующей ползучести. Соответствующая обработка экспериментальных данных показала хорошее согласие с теорией.

  11. Механика многокомпонентных и многофазных сплошных сред

    Лаборатория механики многофазных сред. Предложен новый лагранжев подход для исследования эволюции градиентов плотности пассивной безынерционной примеси в сжимаемых и несжимаемых течениях при отсутствии диффузионного переноса. Метод применим к исследованию градиентов завихренности в невязких потоках, вмороженного магнитного поля, электрического заряда, слабых неоднородностей плотности в быстрых течениях неоднородных жидкостей и др. (Отдельно в случаях несжимаемой и сжимаемой жидкостей получены замкнутые системы уравнений для вычисления градиента плотности вдоль лагранжевых траекторий жидких частиц. На основе численного решения исследованы поля градиентов плотности при обтекании сферы стратифицированным потоком при больших и малых числа Рейнольдса, при движении вихревого кольца в стратифицированной среде, а также в вихревом течении с нестационарным периодическим по времени полем скорости. Изучена локальная структура возмущений поля градиента плотности, установлена возможность неограниченного роста модуля градиента, проведено сравнение рассчитанных полей градиентов плотности с имеющимися экспериментальными данными для ряда стратифицированных течений.)

    Методика поиска оптимальных возмущений сдвиговых течений сплошных сред впервые обобщена на случай дисперсной среды. Показано, что линеаризованная система уравнений запыленного газа относительно амплитуд трехмерных возмущений эквивалентна пяти скалярным уравнениям. В частности установлено, что для течения в плоском канале энергия оптимальных возмущений запыленного газа на несколько порядков превышает таковую для чистой жидкости, при этом наибольший эффект достигается в случае умеренно инерционных частиц.

    Численно исследовано сверхзвуковое обтекание плоского круглого цилиндра слабозапыленным потоком в условиях, когда на головную ударную волну падает косой скачок уплотнения. (В результате численного решения полных уравнений Навье-Стокса для совершенного газа найдено распределение параметров несущей фазы для частных случаев (III и IV типов) взаимодействия волн. Для расчета движения частиц использовался полный лагранжев подход.) Показано, что даже при массовой концентрации частиц в набегающем потоке порядка одного процента происходит значительное увеличение тепловых потоков по сравнению с чистым газом. Установлено, что в случае частиц умеренной инерционности за точкой взаимодействия ударных волн формируются узкие струи с высокими значениями концентрации частиц, которые при попадании на поверхность тела вызывают резкое увеличение локальных тепловых потоков на боковой поверхности цилиндра.

  12. Проблемы управления движением мобильных роботов и мехатронные системы

    Лаборатория общей механики. По техническому заданию "Роскосмоса" разработан программный комплекс "Оптимайзер-PCODS" (имеется свидетельство НИИ механики МГУ о государственной регистрации программы на ЭВМ PCODS № 2010612405 по заявке № 2009617528 от 28.12.2009 с приоритетом от 5.04.2010), предназначенный для поиска оптимального распределения запусков космических аппаратов в установленный период времени по всем существующим в мире ракетоносителям с учетом их технических параметров. Расчет по данным 2009 г. показал, что при использовании оптимального варианта, найденного программным комплексом "Оптимайзер", фактические затраты на запуск в 2009 г. 118 космических аппаратов могли бы быть снижены более, чем на полмиллиарда долларов США.

    Исследовано движение по горизонтальной поверхности мобильного трехколесного робота с роликонесущими колесами в случае, когда центр масс робота не совпадает с геометрическим центром треугольной платформы, а в точках контакта роликов с опорной поверхностью отсутствует проскальзывание. Получено достаточное условие устойчивости, которое обобщает условие устойчивости Е.А. Девянина мобильного колесного робота с двумя ведущими колесами и пассивным рояльным колесом.

    Разработаны алгоритмы супервизорного управления движением мобильной робототехнической платформой, предназначенной для интраоперационной хирургии.

    Решена задача синтеза оптимального управления в системах второго порядка общего вида, когда ограничения зависят от фазовых координат.

    Учебно-научная лаборатория механики и электроники. В рамках совместной работы с ИМИСС МГУ им. М.В. Ломоносова по созданию элементов искусственного вестибулярного аппарата для использования в космосе разработан и изготовлен программно-аппаратный комплекс для экспериментов с гироскопическими датчиками и акселерометрами ("Указатель азимута"). Ведется работа по проектированию и изготовлению научного инерциального прибора, предназначенного для запуска в составе спутника в рамках проекта "Ломоносов".

    Спроектирована и изготовлена силовая часть электронного блока управления для автомобильного стартер-генератора на базе вентильной индукторной машины с самоподмагничиванием для автомобилей LADA Priora и UAZ Patriot. Результаты работы продемонстрированы комиссии во главе с директором Департамента автомобильной промышленности Минпромторга РФ Рахмановым А.Л.

    Разработан и изготовлен сервопривод с траекторной и моментной стабилизацией для использования в мобильном роботе медицинского назначения в рамках университетского проекта "Меботрон".

  13. Динамика твердого тела, взаимодействующего со средой

    Лаборатория аэромеханики и волновой динамики и лаборатория навигации и управления. В результате сопоставительного анализа результатов решения задачи об аэродинамическом маятнике с помощью упрощенных феноменологических подходов и прямого численного моделирования динамики тела и гидродинамики среды, определены условия, при которых феноменологическая модель присоединенного осциллятора позволяет адекватно описывать динамику тела в потоке среды.

    Лаборатория навигации и управления. Для турбины с вертикальной осью вращения показано, что в некотором диапазоне значении внешнего сопротивления, для гидротурбины может отсутствовать необходимость дополнительной раскрутки ротора, в то время как для ветротурбины такая необходимость существует. Проведена экспериментальная верификация модели конкретного генератора ветротурбины.

    Получены новые случаи полной интегрируемости модельных неконсервативных динамических систем, имитирующих пространственную динамику твердого тела, взаимодействующего со средой и обладающих нетривиальными симметриями.

  14. Методы качественного анализа, оценивания и управления нелинейными механическими системами

    Лаборатория навигации и управления. Получены условия устойчивости и стабилизации модели одноколесного экипажа.

    Разработаны методы анализа устойчивости, управляемости и наблюдаемости матричных систем второго порядка, содержащих управляющие воздействия и уравнения измерения.

    Лаборатория природных процессов. Изучены режимы перехода к хаосу маятника переменной длины и устойчивые вращения хула-хупа.

  15. Телекоммуникационные и информационно-вычислительные технологии в механике

    Лаборатория автоматизации экспериментальных исследований. Разработаны новые математические модели, алгоритмы и реализующие их программные механизмы для логического разграничения доступа к объектам распределенных информационно-вычислительных систем, в том числе - учитывающие отношения доверия между взаимодействующими в составе таких систем субъектами и для выделения значений дополнительных атрибутов, характеризующих объекты, подлежащие поиску и обработке с использованием автоматизированной системы тематического анализа информации.

УЧЕБНАЯ РАБОТА НИИ МЕХАНИКИ МГУ В 2009/2010 УЧЕБНОМ ГОДУ

НИИ механики МГУ ведет учебную работу по механическим и смежным дисциплинам на ряде факультетов МГУ (механико-математическом, наук о новых материалах, физическом, биологическом, геологическом), а также в ряде университетов Москвы (МГТУ, МГИУ, МГСУ).

Обширная экспериментальная и вычислительно-информационная базы Института практически по всем основным направлениям экспериментальной и вычислительной механики используется для обеспечения многочисленных студенческих лабораторных практикумов, являющихся составной частью официального учебного плана механико-математического факультета. В 2010 г. студенты 3 и 4 курсов механико-математического факультета прошли обучение на 27 общих и 34 специальных лабораторных практикумах.

Высококвалифицированные специалисты Института, имеющие большой опыт научно-исследовательской и преподавательской деятельности, прочитали в 2010 г. 27 курсов лекций, руководили 24 регулярными научными семинарами. Свои диссертационные, дипломные и курсовые работы под руководством ученых в НИИ механики выполняли 56 студентов и 25 аспирантов механико-математического факультета (отделения механики и кафедры вычислительной математики), а также ряд студентов из других университетов Москвы. В центре компьютерных технологий НИИ механики студенты, аспиранты и молодые сотрудники получают высококвалифицированные консультации по использованию современных вычислительных пакетов инженерного анализа в научных исследованиях.

В 2010 г. НИИ механики МГУ был организатором или активным участником ряда молодежных научных школ, конференций и фестивалей. Проведена очередная международная летняя школа для студентов Тайваня по направлениям мехатроника, робототехника и методы моделирования ветроэнергетических установок. На высоком уровне прошла международная Российско-Тайваньская научная конференция, а также юбилейная конференция-конкурс молодых ученых НИИ механики с присуждением стипендий Института победителям. Молодые ученые Института были весомо представлены на фестивале Российской науки по направлению "Мобильные роботы". К 50-летию со дня основания НИИ механики МГУ была организована XVI школа-семинар "Современные проблемы аэрогидродинамики".

В рамках официальных мероприятий МГУ по довузовской подготовке школьников Институт принимал участие в проведении дней открытых дверей, ознакомительных лекций и выездных выставок. Советом молодых ученых НИИ механики проведен цикл тематических лекториев-встреч молодых сотрудников института с выдающимися учеными России в мемориальном музее Л.И. Седова. Продолжалась научно-образовательная программа для школьников по механике, мехатронике и робототехнике. В рамках мероприятий действующего договора о содружестве со станцией юных техников ГОУ СЮТ "Солнцево", ученые института приняли участие в выставке научно-технического творчества молодежи, прочли лекции и провели цикл ознакомительные экскурсий учащихся СЮТ на экспериментальных установках НИИ механики.

Премии и награды, признание ученых института

  • Премия Правительства Российской Федерации присуждена Гувернюку Сергею Владимировичу (зав.лаб., к.ф.-м.н., доцент) и Гагарину Владимиру Геннадьевичу (в.н.с., д.т.н., чл.-корр. РААиСН) за цикл работ "Разработка и внедрение энергосберегающих навесных фасадных систем".

  • Премия и медаль Л.И. Седова вручена Бармину Алексею Алексеевичу за цикл работ "Применение методов гидромеханики для описания вулканических извержений".
  • Золотая Медаль в области трибологии присуждена Международным советом по трибологии академику РАН Горячевой Ирине Георгиевне (академик РАН, гл.н.с., д.ф.-м.н.).
  • Международная премия "Глобальная энергия" присуждена Леонтьеву Александру Ивановичу (д.т.н., академик РАН, профессор, гл.н.с.) за фундаментальные исследования в области процессов теплообмена в энегетических установках.
  • Почетным Знаком "Заслуженный научный сотрудник Московского университета" награждены:
    • Ерошин В.А. (в.н.с., лаб. 105).
    • Осипцов А.Н. (зав.лаб., лаб. 110).
  • Почетным Знаком "Заслуженный работник Московского университета" награждены:
    • Митина Н.Н. (лаб. 403).
    • Янович Г.Ф. (НИО).
  • Сейранян А.П. избран действительным членом РАЕН.