Лаборатории

Лаборатория кинетических процессов в газах

Лаборатория кинетических процессов в газах

Заведующий лабораторией

Левашов Владимир Юрьевич

Лаборатория кинетических процессов в газах

Направления деятельности

Лаборатория имеет своей основной задачей исследование кинетики физико-химических процессов, происходящих в высокотемпературных газовых потоках, и обеспечение газовой динамики необходимыми моделями процессов и коэффициентами этих моделей.


Помимо фундаментальных научных проблем, связанных с исследованием кинетики молекул в высокотемпературном газе, эти задачи имеют широкий круг практических приложений в таких прикладных областях, как сверхзвуковая аэродинамика, управление процессами горения, экологические проблемы земной и околоземной атмосферы, создание соответствующих проблемно-ориентированных информационных ресурсов и т.д.


На экспериментальном комплексе "Ударная труба", состоящем из трех ударных труб: УТС, УТМ и УТД,  выполняются исследования термически неравновесных процессов в атмосферах планет при температурах выше 10000К, исследования их радиационных свойств, решаются проблемы управления горением газовых смесей. 


Группой теоретиков разрабатывает теоретические основы физической газовой динамики и выполняется численное моделирование изучаемых процессов. 


Коллектив лаборатории состоит из 14 человек (9 научных сотрудников – из них 4 кандидата наук, 2 доктора наук, 5 человек инженерно-технического персонала). Научные сотрудники лаборатории являются в основном выпускниками МГУ им. М.В.Ломоносова (физического, механико-математического факультетов и факультета ВМК).
 
Страница лаборатории: http://www.avogadro.edu.ru/

Оборудование, на котором ведется научно-исследовательская работа

Стандартная ударная труба УТС

Установка предназначена для изучения физико-химических процессов в чистых газах и газовых смесях при температурах от 1000 до 60000 K и давлениях от 0,1 до 10 атм. Основной методикой исследований является использование абсорбционных и эмиссионных методов.

Ударная труба УТМ

Ударная труба УТМ предназначена для исследования физико-химических процессов в ударно нагретых газах в диапазоне давлений Р=0.01-100атм. (падающая и отраженная волна с детонацией) и температур Т=500-5000 К. На установке исследовались процессы как в падающих ударных волнах, так и при истечении газа через сопло.  

Двухдиафрагменная ударная труба УТД

Ударная труба УТД служит инструментом для исследования физико-химических процессов, моделирующих условия входа космического аппарата в атмосферы планет солнечной системы. В экспериментах на УТД проводятся измерения абсолютных интенсивностей излучения газов, моделирующих атмосферы планет Солнечной системы, в ультрафиолетовой и видимой областях спектра при скоростях ударных волн до10 км/с

Заведующий лабораторией

Левашов Владимир Юрьевич

заведующий лабораторией

Занимаемые должности

Сотрудники лаборатории

Быкова Наталья Германовна

научный сотрудник

Занимаемые должности

Герасимов Геннадий Яковлевич

ведущий научный сотрудник

Занимаемые должности

Козлов Павел Владимирович

старший научный сотрудник

Занимаемые должности

Майоров Вячеслав Олегович

научный сотрудник

Занимаемые должности

Туник Юрий Владимирович

ведущий научный сотрудник

Занимаемые должности

Забелинский Игорь Евгеньевич

научный сотрудник

Занимаемые должности

Акимов Юрий Владимирович

ведущий специалист

Занимаемые должности

Корценштейн Наум Моисеевич

Ведущий научный сотрудник

Занимаемые должности

Левашова Светлана Валерьевна

ведущий специалист

Занимаемые должности

Погосбекян Михаил Юрьевич

ведущий научный сотрудник

Занимаемые должности

Сидоров Александр Андреевич

младший научный сотрудник

Занимаемые должности

Суржикова Татьяна Александровна

ведущий специалист

Занимаемые должности

Терешкин Вадим Сергеевич

инженер 1 категории

Занимаемые должности

Сергиевская Алла Леонидовна

ведущий специалист

Занимаемые должности

Основные исследования и их результаты

Проведена модернизация ударной трубы, входящей в состав экспериментального комплекса «Ударная труба» НИИ механики МГУ, Данная модернизация позволила существенно повысить повторяемость экспериментов, а также дала возможность моделировать условия, соответствующие входу космических аппаратов в атмосферу различных планет со второй космической скоростью
Разработана методика калибровки системы регистрации излучения газов за фронтом ударной волны в спектральном диапазоне 190  1100нм. На основе данной методики получены данные по излучению воздуха в ультрафиолетовой и видимой областях спектра при скорости ударной волны 11.4 км/с. Осуществлены измерения радиационных характеристик ударно нагретой смеси CO2-N2, моделирующей атмосферу Марса. Получены данные по излучению аргона за фронтом сильной ударной волны в диапазоне скоростей ударной волны 4.6 ÷ 8.3 км/с. Все результаты приведены в абсолютных энергетических единицах
Экспериментально измерены времена задержки воспламенения в смесях пропан-кислород, сильно разбавленных аргоном за фронтом отраженной ударной волны в интервале температур T = 1250 ÷ 1770 K при давлении p = 30 атм и коэффициентах избытка топлива  = 0.5, 1.0 и 2.0.
Разработана новая упрощенная кинетическая модель горения керосина, которая может быть включена в комплексное моделирование различных газодинамических течений. Модель базируется на использовании н-декана в качестве суррогата керосина и содержит 24 компонента, которые участвуют в 25 химических реакциях, описывающих воспламенение керосина как при высоких, так и при низких температурах.
Определена конфигурация осесимметричной сопловой камеры сгорания, обеспечивающей на высоте порядка 40 км при числах Маха набегающего потока 9 и 12 установившееся детонационное горение водородовоздушной смеси с коэффициентом полезного действия около 35% вместо максимальных 65%, соответствующих расчетам в рамках одномерной  теории. Численно выполнено сравнение эффективности  детонационного сжигания керосина в расширяющемся и конвергентно-дивергентном сопле по удельному импульсу и тяге при числах Маха набегающего потока 7 и 9.
Проведено теоретическое исследование процессов тепло- и массопереноса, а также кинетики химических превращений при термической конверсии  органической массы осушенных иловых осадков в газообразное и жидкое топливо. Построена кинетическая модель процесса.
Представлен краткий обзор теоретических и экспериментальных работ по испарению и конденсации однокомпонетных веществ, представлено сравнение с результатами расчетов. Рассмотрены актуальные, незавершенные и активно исследуемые в настоящее время задачи конденсации из парогазовой среды.
    Проведено исследование влияния запыленности атмосферного воздуха на процесс образования и характеристики конденсационного аэрозоля.
Предложена физическая модель и соответствующее математическое описание процесса объемного вскипания сжимаемой жидкости при истечении из канала.
Исследованы процессы адсорбции атомов N и O на поверхности теплозащитного материала SiO2 методами квантовой механики и молекулярной динамики. Проведено сравнение констант скоростей, рассчитанных методом молекулярной динамики, с величинами, полученными по теории переходного состояния, а также известными феноменологическими моделями.
Рассмотрены начальные стадии самовоспламенения триэтилалюминия на основе кинетического механизма, предложенного ранее в Институте химической физики им.Н.Н.Семенова РАН. Проведен квантово-механический расчет структур и энергетических характеристик всех участвующих в процессах молекулярных комплексов.

Достижения и награды

⦁ Патент № 203856 Ударная труба для генерации высокоскоростной ударной волны. Авторы: Акимов Ю., Быкова Н.Г., Забелинский И.Е., Козлов П.В., Левашов В.Ю., Туник Ю.В. (Дата публикации патента: 23 апреля 2021 г.)
⦁ Патент № RU (11) 2 744 308(13) C1 Способ генерации высокоскоростной ударной волны в ударной трубе Авторы: Акимов Ю., Быкова Н.Г., Забелинский И.Е., Козлов П.В., Левашов В.Ю., Туник Ю.В (Дата публикации патента: 5 марта 2021 г.)
⦁ Патент № 2 794 434 С1  Устройство на основе ударной трубы для синхронного измерения параметров плазмы Авторы: Акимов Ю., Быкова Н.Г., Забелинский И.Е., Козлов П.В., Левашов В.Ю., Герасимов Г.Я. (Дата публикации патента 18 апреля 2023г.)
⦁ Патент № RU 2 331 494 C2 Способ изготовления отливок формовкой в почве. Авторы: Погосбекян Ю.М., Погосбекян М.Ю., Герасимов Г.Я., Гостева Л.П. (Дата публикации патента: 20 августа 2008 г.)
⦁ Патент № RU 64958 U1 Устройство для определения параметров газовыделения из залитых жидким металлом образцов литейных форм. Авторы: Погосбекян Ю.М., Погосбекян М.Ю., Герасимов Г.Я., Табачков А.С., Гостева Л.П. (Дата публикации патента: 27 июля 2007 г.)
⦁ Патент № 2487256 Способ детонационного сжигания водорода в стационарном сверхзвуковом потоке. Автор: Туник Ю.В. (Дата публикации патента: 10 июля 2013 г.)
⦁ Почетный знак Национального исследовательского университета "Московский энергетический институт". Дата получения: 30 августа 2022 г. (Левашов В.Ю.)
⦁ Заслуженный научный сотрудник Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Дата получения 2008г. (Туник Ю.В.)
⦁ Заслуженный научный сотрудник Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Дата получения 2022г. (Герасимов Г.Я.)
⦁ Заслуженный научный сотрудник Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Дата получения 2023г. (Козлов П.В.)