Научные интересы

• Вычислительная физико-химическая газовая динамика
• Теплообмен спускаемых космических аппаратов
• Дозвуковое и сверхзвуковое горение в трактах воздушно-реактивных двигателей

Направления деятельности

• Моделирование горения и истечения продуктов сгорания из компактных тяговых устройств оригинальных конструкций
• Численное моделирование воспламенения углеводородо-воздушных смесей

Полученные гранты, награды, премии

• Премия Высшей школы СССР первой степени (1987)
• Медаль «В память 850-летия Москвы» (1997)
• Памятная медаль им. Г.Е. Лозино-Лозинского Федерации космонавтики России (2011).

Последние публикации

• Левин В.А., Афонина Н.Е., Смехов Г.Д., Хмелевский А.Н. Численное моделирование воспламенения смеси метана и ацетилена с воздухом // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. Институт механики МГУ. 2022. Т. 23. № 2. С. 1-14
• Левин В.А., Афонина Н.Е., Громов В.Г., Хмелевский А.Н. Численное исследование течения в кольцевом сопле на основе турбулентной модели // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. Российская академия наук. 2022. Т. 503. № 1. С. 47-51
• Afonina N.E., Smekhov G.D., Khmelevsky A.N. Calculation of Induction Time during High-temperature Oxidation of Methane. Fluid Dynamics. Maik Nauka/Interperiodica Publishing. 2022. V. 57. No Suppl 1. P. S151-S163
• Levin V.A., Afonina N.E., Gromov V.G., Khmelevsky A.N. Numerical Investigation of Annular Nozzle Flow Based on the Turbulent Model. Doklady Physics. Maik Nauka/Interperiodica Publishing. 2022. V. 67. No 3. P. 80-83
• Левин В.А., Афонина Н.Е., Громов В.Г., Мануйлович И.С., Марков В.В. Стабилизация горения керосино-воздушной смеси инжекцией водорода // Вестник Евразийского национального университета им. Л.Н.Гумилева. Серия Математика. Информатика. Механика. Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева. 2021. Т. 134. № 1. С. 6-18

Исследования

• Исследованы характеристики компактных тяговых устройств оригинальной конструкции с кольцевым соплом и внутренним дефлектором в виде сферического сегмента. Проведены параметрические расчеты с использованием трехпараметрической модели турбулентного переноса для условий экспериментов, в качестве рабочего газа рассмотрен высокотемпературный воздух. Проведена верификация по результатам сравнения расчетного и измеренного спектра пульсаций давления газа на тяговой стенке кольцевого сопла. Показано, что управление основной доминирующей частотой пульсаций силы тяги и давления может осуществляться за счет пропорционального увеличения масштаба сопла, размера критического сечения, а также высоты дефлектора, независимо от противодавления в пространстве истечения. В результате обработки и анализа массива первичных данных (сигналов с датчика силы тяги), определены средние значения силы тяги, развиваемой кольцевым соплом в пульсирующем режиме истечении. В расчетах показано, что диапазон максимальных изменений сигналов силы тяги в пульсациях не превышает 10 % от величины среднего значения силы тяги. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании новых компактных воздушно-реактивных и реактивных двигателей различного назначения.
• Выполнено исследование воспламенения метоновоздушной смеси с добавками ацетилена. Окисление метана может происходить в двух режимах: высокотемпературное (быстрое) с механизмом разветвлённых цепных реакций и низкотемпературное (медленное) с механизмом вырожденного цепного разветвления радикалов. При численном моделировании использовалась система кинетических уравнений для многокомпонентного реагирующего газа, предложенная и применявшаяся ранее в НИИ механики МГУ. В расчетах определялись распределения во времени концентраций различных компонентов газа для заданного начального состава, давления и температуры газа. Установлено, что добавка ацетилена к метану заметно ускоряет воспламенение метана в области высокотемпературного окисления, определена температура, ограничивающая область быстрого окисления метана. Полученные результаты могут быть использованы для организации эффективного сжигания экологически чистых авиационных топлив на базе метана, прогнозирования условий взрывов метана в замкнутых пространствах.