Хроника становления ИТПМ СО РАН 1991-2000

Отдел физики плазмы и космического моделирования переведен во вновь созданный Институт лазерной физики СО АН СССР.

В связи с организацией Института вычислительных технологий СО АН СССР лаборатории № 21 вычислительных методов гидродинамики, № 29 вычислительных методов и пакетов для задач аэродинамики и НИГ № 29-1 математического моделирования задач магнитной гидродинамики и физики плазмы переведены в ИВТ.

В августе на VII Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике сотрудниками института было представлено шестнадцать докладов.

Постановлением Президиума СО РАН № 466 от 20.11.1991 г. создан Международный центр аэрофизических исследований (МЦАИ) как структурное подразделение ИТПМ СО РАН. Директор института д.ф.-м.н. В.М. Фомин назначен сопредседателем Международного научного совета МЦАИ, а заместитель директора по научной работе д.т.н. А.М. Харитонов - его исполнительным директором.

Проведены:

• Международная школа по моделям механики сплошной среды (Владивосток)
• Международная конференция “Математическое моделирование и численные методы механики сплошной среды” (Новосибирск)
• XII Всесоюзная конференция по численным методам решения задач теории упругости и пластичности (Тверь)
• II Всесоюзное совещание по применению установок кратковременного действия в аэродинамических исследованиях (Новосибирск)
•   III конференция “Теория приближений и задач вычислительной математики” (Новосибирск)

В составе авторского коллектива за работу “Исследование газодинамики горения при сверхзвуковом обтекании” звание лауреата Государственной премии СССР присуждено В.К. Баеву, А.Ф. Гаранину и  П.К. Третьякову.

Победителями конкурса научных проектов молодых ученых СО АН СССР стали сотрудники института В.М. Трофимов, В.Н. Зайковский, С.И. Штре­калкин, Б.В. Юдин, Г.В. Трубачеев, В.Г. Патрушев, А.И. Поздеев. Тема их проекта - “Исследования по моделированию процессов теплообмена в нестационарных турбулентных сдвиговых слоях” (научный руководитель В.М. Трофимов).

Победителями конкурса прикладных работ Сибирского отделения АН СССР (третья премия) стали А.П. Алхимов, В.Ф. Косарев, А.Н. Папырин за работу “Метод холодного газодинамического напыления и устройства для его осуществления”.

В конкурсе прикладных работ института первое место присуждено А.П. Ал­химову, В.Ф. Косареву, А.Н. Папырину, второе ¾ Н.Г. Преображенс­кому и Ю.Е. Воскобойникову, третье - Н.М. Бычкову и Н.Д. Диковской.

Выполнен очередной этап совместных расчетно-экспериментальных исследований турбулентных отрывных течений с Пенсильванским и Ратгерским университетами и НАСА Эймс (США).

С ознакомительными целями институт посетили министр обороны Франции и представительница Королевского технологического института Швеции.

Вышел первый номер журнала “Russian Journal for Theoretical and Applied Mechanics”, оригинал-макет которого готовится в институте.

Наиболее важные научные результаты:

• завершена полная классификация неизоэнтропических, неизобарических, нередуцируемых к инвариантным решениям двойных волн уравнений газовой динамики с произвольным уравнением состояния, имеющих функциональный произвол в решении. Найдены новые точные решения.
• численно решена задача о двухфазном пространственном течении в сопле Лаваля, дозвуковая часть которого может поворачиваться на некоторый угол с целью управления вектором тяги. Создана и реализована в виде комплекса программ методика расчета течений в таких соплах, не имеющая аналогов в нашей стране и за рубежом.

Главнейшими на настоящий момент становятся вопросы выживания института в тяжелейших экономических условиях перехода к рынку. Для их решения руководство прилагает максимум усилий.

Проведено сокращение численности работающего персонала, в том числе на 12 % аппарата управления.

Май, 20. В.К. Баев избран действительным членом Академии естественных наук Российской Федерации.

Заменена устаревшая вычислительная техника БЭСМ-6 на МВК “Эльбрус”.

Научно-исследовательская группа 10-1 жидких кристаллов реорганизована в лабораторию № 1 “Анизотропные среды для отображения информации” (зав. Г.М. Жаркова).

Отдел автоматизированных систем и вычислительной техники реорганизован в группу по обслуживанию общеинститутских средств вычислительной техники (ГОВТ).

С созданием при институте Международного центра аэрофизических исследований заметное развитие получили внешнеэкономические связи с Институтом аэромеханики аэрокосмического центра Германии (DLR) и Фирмой гиперзвуковых технологий (Геттинген). Проведены переговоры о совместной деятельности с фирмами “Дассо-Авиасьон” и “Аэроспасиаль” (Франция) и с Аэродинамическим центром КНР CARDC.

Заключен договор о научном сотрудничестве между Шведской Академией наук и ИТПМ по исследованиям в области устойчивости течения и перехода к турбулентности. Проведены совместные эксперименты в Королевском технологическом институте (Стокгольм).

Получен грант от научной организации НАТО на проведение совместных исследований с Берлинским техническим университетом по устойчивости отрывных течений.

По результатам конкурса 17 проектов сотрудников института получили гранты Международного научного фонда Сороса (“Наука в Сибири”, № 40-41, ноябрь 1992 г.).

Ставшая регулярной конференция по методам аэрофизических исследований получила статус международной.

VI Международная конференция по методам аэрофизических исследований ICMAR-92 проведена в Новосибирске. Состоялись также IV Международный семинар по структуре газофазных пламен (совместно с Институтом химической кинетики и горения СО РАН) и международный семинар “Математическое моделирование приборов и технологий в микроэлектронике”.

Решением экспертной комиссии конкурса фундаментальных и прикладных научных работ молодых ученых и специалистов присуждены премии: за первое место - В.Н. Гребеневу, А.В. Загорскому, Б.В. Смородскому; за второе - А.В. Бронникову; за третье - А.В. Бойко, Г.Г. Доронину, В.М. Трофимову, С.И. Штрекалкину, С.В. Науменко, С.Н. Яковенко. Поощрительную премию получил В.М. Трофимов.

Наиболее важные научные результаты:

• впервые в мире поставлены эксперименты по нелинейному развитию возмущений в сверхзвуковом пограничном слое. Обнаружено усиление пары наклонных субгармонических волн;
• построена модель деформирования пористого материала с учетом влияния пластической зоны, возникающей в окрестности поры. Вычислены все параметры модели, и установлена зависимость предела текучести материала от давления и пористости;
• предложена новая концепция аэродинамических весов для измерения аэродинамических характеристик (АДХ) малоразмерных моделей в высокотемпературном гиперзвуковом потоке. Создана и прошла испытания в диапазоне чисел Маха М = 6 - 25 серия трехкомпонентных весов, показавшая их хорошие эксплуатационные качества. Изучены особенности в изменении АДХ моделей в зависимости от числа Маха.

В институте вводится режим строжайшей экономии, изыскиваются возможности привлечения дополнительных средств за счет сдачи в аренду помещений и работы с ценными бумагами.

За год общая численность работающих уменьшилась почти на 100 человек.

В удельном весе расходов существенно снизилась доля затрат на приобретение материалов и оборудования. Из-за резкого удорожания стоимости сжатого воздуха существенно уменьшился объем экспериментальных исследований в аэродинамических трубах.

Несмотря на финансовые трудности, в институте сохранен основной состав научного коллектива и выполнен годовой план научно-исследовательских работ.

Защищены четыре докторских и три кандидатских диссертации. В аспирантуре обучается семь человек.

14 научных сотрудников института получили индивидуальные гранты фонда Сороса.

В составе авторов за работу “Экспериментальные исследования возникновения и развития возмущений в пограничном слое при повышенной степени турбулентности набегающего потока” серебряная медаль им. Н.Е. Жуковского за 1992 г. присуждена д.ф.-м.н. В.В. Козлову, кандидатам физ.-мат. наук Г.Р. Греку и М.П. Рамазанову.

Специальный фонд института для выплаты персональных стипендий и грантов талантливым молодым ученым оказал материальную поддержку для выполнения трех инициативных научных проектов.

В рамках Международного центра аэрофизических исследований начато издание препринтов ICAR Paper на английском языке.

Проведены XII Международная школа по моделям механики сплошной среды (совместно с Казанским авиационным институтом) и XIII Межреспубликанская конференция по численным методам решения задач теории упругости и пластичности.

В институте впервые побывала делегация фирмы “Боинг” (США) в составе профессора В.-Х. Джоу и профессора Ф. Спаларта. Результатом визита стало подписание соглашения о научном сотрудничестве.

Наиболее важные научные результаты:

• завершен этап многолетних экспериментальных исследований структуры пространственного несжимаемого и сжимаемого пристенного течения в продольно обтекаемых угловых конфигурациях в широком диапазоне исследуемых условий и варьируемых параметров при отсутствии внешнего источника возмущений;
• впервые обнаружены и описаны два взаимоисключающих механизма влияния орибленной поверхности (риблет) на структуры ламинарно-турбулентного перехода, а именно волны Толлмина - Шлихтинга и лямбда-структуры.
   

Общее собрание РАН избрало директора ИТПМ д.ф.-м.н. В.М. Фомина
чл.-корр. РАН по специальности “механика”.

Ушел из жизни старейший сотрудник института чл.-корр. РАН, лауреат Ленинской премии и премии Совета Министров СССР Н.А. Желтухин.

Приказом директоров трех институтов СО РАН - ИГиЛ, ИТПМ и КТИ ГИТ создан межинститутский временный научный коллектив под руковод­ством М.Е. Топчияна и А.М. Харитонова с целью разработки проекта гиперзвуковой аэродинамической трубы АТ-303 адиабатического сжатия с мультипликаторами давления.

Проведена VIII Международная конференция по методам аэрофизических исследований ICMAR’94, в которой приняли участие около 150 российских и зарубежных ученых. Сотрудниками ИТПМ было сделано 57, иностранными участниками 20 докладов.

Два проекта, выполненных в институте, получили поддержку в конкурсе фундаментальных исследований СО РАН; три проекта были отмечены в конкурсе международных проектов СО РАН; 18 проектов (в два раза больше, чем в 1993 г.) получили поддержку РФФИ.

Получен объединенный грант Международного научного фонда Сороса.

Дальнейшее развитие получила внешнеэкономическая деятельность (в том числе и через Международный центр аэрофизических исследований). Выполнялись работы по восьми контрактам с аэродинамическими центрами Германии, Франции, США.

Изданы одна монография, труды Международной конференции по методам аэрофизических исследований ICMAR’94, в 2-х частях, 12 препринтов, пять номеров ICAR Paper.

Директор института чл.-корр. РАН В.М. Фомин и заведующий лабораторией В.В. Козлов получили звание Соросовского профессора.

Наиболее важные научные результаты:

• в рамках классических потенциалов межатомного взаимодействия обнаружен наиболее эффективный путь изомеризации углеродных кластеров посредством сворачивания трехциклических структур, приводящий к образованию фуллеренов. Впервые получены количественные значения характерного времени изомеризации; в исследованиях по акустической сушке пористых материалов (под действием звука высокой интенсивности) установлен следующий факт: если высушиваемый материал облучать звуком с перерывами во времени, то общее время облучения, необходимое для уменьшения его влажности на заданную величину, существенно уменьшается по сравнению с временем сушки в режиме непрерывного облучения;
• совместно с ИГиЛ предложена и обоснована новая концепция и начато создание новой гиперзвуковой установки адиабатического сжатия с мультипликаторами давления АТ-303 (Р = 3000 атм, Т = 2500 K);
• численно решена задача о распространении ударной волны в пористом материале, и обнаружена ударная волна в пористом железе; дано физическое обоснование этого явления.

Сохранялась напряженность с бюджетным финансированием, которое по-прежнему не превышает 50 % от минимальных потребностей. Наиболее болезненно это сказалось на экспериментальных исследованиях, использующих сжатый воздух, стоимость которого повысилась с начала года в 33 раза.

Решением Ученого совета института № 17 от 24.11.1995 г. и приказом директора № 569 К от 05.12.1995 г. проведена реорганизация структуры института. Расформированы лаборатории № 6, 27, 22, 17, НИС 20-1, 24-1, 10-2, 13-1, 26-1 и 27-1.

Организованы новые лаборатории: № 7 - вычислительной аэродинамики (заведующий - д.ф.-м.н. М.С. Иванов), № 1 - оптических методов диагностики газовых потоков (заведующий - д.ф.-м.н. В.М. Бойко) и № 15 -моделирование турбулентных течений (руководитель - д.ф.-м.н. В.А. Лебига).

Продолжал научную деятельность Международный центр аэрофизических исследований (МЦАИ), в рамках которого выполнялись контракты с фирмами и институтами Германии (DLR, AIA и HTG), Франции (“Аэроспасиаль” и “Дассо-Авиасьон”), США (“Боинг”).

Введен в эксплуатацию файл-сервер, к которому подключен роутер для выхода пользователей института в сеть INTERNET. Файл-сервер работает в круглосуточном режиме, к сети INTERNET подключено шесть персональных компьютеров.

Получили дальнейшую разработку специализированные базы данных, предназначенные для хранения и эффективного представления экспериментальных и расчетных данных в области аэродинамики. Через INTERNET эти данные могут быть использованы специалистами различных аэродинамических центров и авиакомпаний.

Получен объединенный грант Международного фонда Сороса.

Семь работ института были поддержаны в конкурсе международных проектов СО РАН.

27 проектов (на 9 больше, чем в 1994 г.) получили поддержку РФФИ.

Премия им. С.Л. Соболева в области теории дифференциальных уравнений, функционального анализа и вычислительной математики присуждена Г.Г. Доронину за работу “Исследование корректности начально-краевых задач в теории двухфазного течения”. Премия им. Н.Н. Яненко в области вычислительной и прикладной математики присуждена С.Н. Яковенко за работу “Разработка и апробация математических моделей для описания турбулентных течений жидкости и газа”. Премия им. В.В. Воеводского в области химической физики присуждена А.Л. Александрову за работу “Теоретическое исследование процесса формирования фуллеренов в конденсирующемся углеродном паре”.

I премия им. Н.Е. Жуковского присуждена А.А. Маслову, С.А. Гапонову и А.Д. Косинову за лучшую работу по теории авиации 1995 года.

В.К. Баев принят в члены Международной энергетической академии (С-95 № 003, июнь 1995 г.).

Демонтирован энергоемкий вычислительный комплекс “Эльбрус-1К” и за счет средств РФФИ ведется переоснащение ВЦ института более современными вычислительными средствами на базе мультипроцессора МП-3.

Ушел из жизни старейший сотрудник института В.Д. Григорьев, лауреат премии Совета Министров СССР, ведущий конструктор.

Наиболее важные научные результаты:

• в ИТПМ совместно с ИЛФ СО РАН проведены экспериментальные исследования по управлению сверхзвуковым обтеканием тел путем создания в потоке источника энерговыделения. В качестве такого источника реализован плазмоид, формируемый мощным оптическим пульсирующим разрядом от энергии лазерного излучения;
• впервые при исследовании трехмерной структуры течения в начальном участке сверхзвуковой неизобарической струи, истекающей из осесимметрического сопла в затопленное пространство и в спутный сверхзвуковой поток, установлено наличие продольных вихревых структур на границе струи;
• завершен цикл расчетно-экспериментальных работ по газодинамике проточной части газодинамических и химических лазеров. Получена обобщенная зависимость для определения протяженности псевдоскачка в прямоугольных каналах. Показана перспективность использования сотовых сопел при создании мощных лазерных систем;
• на основе метода холодного газодинамического напыления предложен способ нанесения антикоррозийных покрытий как снаружи, так и изнутри на трубы диаметром более 100 мм и длиной до 12 м. Создана и передана заказчику действующая установка.

Несмотря на продолжающий дефицит финансирования и нестабильное поступление средств, в институте сохранен основной научный коллектив, продолжались фундаментальные исследования по трем традиционным научным направлениям: математическое моделирование в механике, аэрогазодинамика и физическая газодинамика.

Постановлением Президиума СО РАН № 176 от 15.07.1996 г. отдел плазмодинамики во главе с акад. М.Ф. Жуковым из ИТ переведен в ИТПМ. В составе отдела - четыре лаборатории: № 16 - физики дугового разряда, возглавляемая д.т.н. А.Н. Тимошевским; № 17 - плазмодинамики дисперсных систем, зав. д.т.н. О.П. Солоненко; № 18 - высокочастотных разрядов и процессов, зав. д.т.н. В.В. Марусин и № 19 - термомеханики новых материалов и технологий, возглавляемая д.ф.-м.н. А.Н. Черепановым.

Общая численность персонала института в это время составляла 541 чел., в том числе научных сотрудников было 201 чел. (один академик, один чл.-корр. РАН, 38 докторов и 122 кандидата наук).

В честь 150-летия великого русского ученого-аэродинамика Н.Е. Жуковского проведены конкурсы научных работ по всем развиваемым в институте направлениям и юбилейная сессия ученого совета.

Сентябрь. Состоялась очередная VIII Международная конференция по методам аэрофизических исследований ICMAR’96, в которой, кроме отечественных, приняли участие 18 ученых из США, ФРГ, Франции, Нидерландов и Южной Кореи. Институтом было представлено 118 докладов, в том числе 12 выполненных совместно с иностранными учеными.

Продолжал научную деятельность Международный центр аэрофизических исследований МЦАИ. Совместные научные исследования проводились с немецкими Институтом механики жидкостей IFM  DLR (Геттинген), Институтом аэродинамики (Ахен), фирмой HTG (Геттинген), с французскими аэрокомпаниями “Аэроспасиаль” и “Дассо Авиасьон” и американской авиакомпанией “Боинг”.

Институт посетил известный немецкий ученый директор Ахенского Института аэродинамики профессор Е. Краузе. Он выступил на семинаре института с тремя лекциями и провел переговоры о дальнейшем развитии совместных исследований.

Достигнута договоренность с ЦАГИ о передаче институту источника высокого давления (Договор о научно-техническом сотрудничестве от 18.04.1996 г.). На базе этого источника в корпусе МАУ ИТПМ начато строительство оригинальной гиперзвуковой аэродинамической трубы адиабатического сжатия с мультипликаторами давления АТ-303. К концу года завершен монтаж компрессорной станции (350 атм), системы адиабатического сжатия с мультипликаторами давления (до 3000 атм) и рабочей части трубы (диаметр выходного сечения сопла 600 мм). По проекту АТ-303 должна обеспечить полное моделирование чисел Рейнольдса в диапазоне чисел Маха от 10 до 20, поток чистого воздуха и период его подачи от 40 до 200 мс.

Премия I степени им. Н.Е. Жуковского в составе авторского коллектива присуждена В.И. Запрягаеву за лучшую работу по теории авиации 1996 года.

В 1996 г. научными сотрудниками института опубликованы четыре монографии и 217 статей и докладов на международных конференциях; защищено пять докторских (А.П. Алхимов, В.Н. Ветлуцкий, Н.М. Терехова, А.В. Довгаль, А.И. Гулидов) и три кандидатских диссертации. 33 инициативных проекта (на 5 больше, чем в 1995 г.) получили поддержку РФФИ.

Успешно продолжал действовать диссертационный совет института. За все время его работы защищено 169 кандидатских диссертаций, из них 106 сотрудниками ИТПМ.

С целью повышения эффективности проведена реорганизация структуры вспомогательных подразделений института. Заместителем директора по общим вопросам назначен А.С. Гнесь. Создан отдел малых наукоемких производств во главе с к.т.н. А.Ф. Демчуком. Сотрудники института переведены на работу по срочным трудовым договорам-контрактам. В связи с ростом тарифов на энергоресурсы и сжатый воздух дирекция института предприняла ряд мер и ориентировала подразделения на строжайшую экономию и жесткий контроль за расходами. Эти меры позволили своевременно выплачивать заработную плату. Сотрудники десяти подразделений работали в режиме неполной рабочей недели.

Наиболее важные научные результаты:

• дана классификация характеризуемых дифференциальными связями решений двумерных уравнений газовой динамики. Построены новые классы точных решений; среди них имеются такие, построение которых сводится к решению систем обыкновенных дифференциальных уравнений, что позволяет использовать эти решения в качестве тестов для численных методов решения задач газовой динамики;
• при взаимодействии сильных ударных волн существуют два критерия перехода от регулярного отражения к маховскому, причем различие этих критериев для критических углов наклона ударных волн при гиперзвуковых числах Маха весьма существенно. До настоящего времени преимущественно использовался общеизвестный критерий максимального угла поворота потока. Проведенные в ИТПМ экспериментальные исследования в аэродинамических трубах Т-313 и
• Т-326 показали, что переход к маховской конфигурации ударных волн происходит при меньших углах наклона и соответствует критерию Неймана. Следовательно, в аэродинамических трубах маховское отражение реализуется сразу же, как только оно становится теоретически возможным;
• разработан, изготовлен и испытан (в трехмерном пограничном слое) новый источник возмущений ¾ генератор нормальных мод неустойчивости. Источник имеет 83 степени свободы по трансверсальной координате, состоит из пневмомеханической части и электронного блока управления и позволяет вводить в поток бегущие (гармонические во времени и пространстве) волны неустойчивости, наклоненные под заданными углами к направлению потока в широком диапазоне углов (до 85°) и амплитуд (от тысячных долей процента до нескольких процентов от скорости потока). Созданный источник возмущений представляет собой универсальный и очень эффективный инструмент для исследования устойчивости пограничных слоев к трехмерным нестационарным возмущениям и нелинейных взаимодействий пространственных мод неустойчивости в процессе ламинарно-турбулентного перехода. С его помощью уже получен ряд уникальных результатов по линейной устойчивости пограничного слоя на модели скользящего крыла и комбинационному взаимодействию мод неустойчивости поперечного сечения, ведущему к разрушению ламинарного режима;
• впервые проведено комплексное исследование трехмерной структуры течения при высоких числах Рейнольдса в начальном участке сверхзвуковой неизобарической струи, истекающей из осесимметричного сопла в затопленное пространство, и установлено наличие продольных вихревых структур на границе струи. Изучены основные характеристики продольных вихревых структур (пространственное распределение азимутальных неоднородностей и их спектральный состав) на начальном участке струи и выявлена их связь с газодинамической структурой струи. Впервые проведено аналитическое описание неустойчивых квазистационарных возмущений, связанных с появлением центробежных сил в недорасширенной сверхзвуковой струе, и выполнено его сравнение с экспериментальными данными. Доказано, что наблюдаемые продольные вихревые образования существуют в слое смешения сверхзвуковой струи при наличии кривизны линий тока и обусловлены гидродинамической неустойчивостью в области перехода от ламинарной формы течения к турбулентной путем формирования вихрей типа Тейлора - Гертлера.

Год сороколетия основания института. Весь год проходил под знаком этого знаменательного события.

22 апреля исполнилось 70 лет одному из первых сотрудников института ¾ д.ф.-м.н. Н.Ф. Воробьеву. Его научные достижения и плодотворная научно-организаторская деятельность в ИТПМ отмечены почетной грамотой СО РАН.

16 мая. Председатель профкома ИТПМ А.Н. Попков избран председателем ОКП на XXXVI профсоюзной конференции ННЦ СО РАН.

28 мая. На Общем собрании СО РАН в Москве главным ученым секретарем Отделения избран чл.-корр. РАН В.М. Фомин .

16 июня. Постановление Президиума СО РАН утвердило итоги конкурса интеграционных программ фундаментальных исследований. Сотрудникам ИТПМ выданы гранты на пять проектов.

Шестнадцать сотрудников института получили государственные научные стипендии для ученых России в области энергетики и информатики, механики и машиностроения, материалов и химической технологии, пять -  государственные научные стипендии для молодых ученых России в области энергетики и информатики, механики и машиностроения.

Количество грантов РФФИ, полученных сотрудниками ИТПМ, возросло до тридцати двух.

Осуществлялось финансирование трех научных школ (руководители:
чл.-корр. РАН В.М. Фомин, акад. М.Ф. Жуков, д.ф.-м.н. проф. В.В. Козлов).

Включая государственные стипендии, сотрудниками ИТПМ в сумме получено 67 российских и 13 международных грантов (РФФИ, СО РАН, INTAS, CRDF и др.).

19 – 20 июня ИТПМ провел юбилейную научную сессию, посвященную. 40-летию со дня основания института (май 1957 г.). Для участия в этом мероприятии из Москвы прибыли бывший директор института (1966 – 1971 гг.) академик В.В. Струминский, бывшие сотрудники ИТПМ: зав. отделом ИВТАН В.М. Масленников и первый главный инженер института Е.А. Фадеев. В честь юбилея институт приветствовали Председатель СО РАН академик Н.Л. Добрецов, представители областной администрации и мэрии Ново­сибирска, руководители и представители институтов СО РАН и университетов города.

Вниманию участников юбилейной сессии были представлены обзорные доклады: - “ИТПМ за 40 лет” (В.М. Фомин), “Аэродинамическая экспериментальная база ИТПМ СО РАН. Создание, становление и развитие” (А.М. Харитонов), “Развитие исследований по механике гетерогенных сред в ИТПМ СО РАН” (В.М. Фомин, А.В. Федоров), “Новая техника и физика горения” (В.К. Баев, П.К. Третьяков), “Итоги исследования термической плазмы и высокотемпературных технологий” (М.Ф. Жуков), “Гидродинамическая неустойчивость” (В.Я. Левченко, В.В. Козлов, Ю.С. Качанов, “Исследования по гиперзвуковой аэродинамике в ИТПМ СО РАН ” (А.Ф. Латыпов).

После ознакомления гостей с достижениями института состоялся праздничный ужин в Доме ученых СО РАН.

25–27 июня. Под председательством чл.-корр. РАН В.М. Фомина состоялась XV Межреспубликанская конференция по численным методам решения задач теории упругости и пластичности.

26–30 августа. ИТПМ провел III Международное рабочее совещание “Генераторы термической плазмы и технологии”.

В рамках научной деятельности Международного центра аэрофизических исследований завершена работа по созданию системы расчетов разрушения спутников при входе в атмосферу “SCARAB”, которая проводилась по контракту с Европейским космическим агентством (ESA) совместно с фирмами HTG (ФРГ), GVM (Испания), FG (Англия). Продолжилось сотрудничество с авиакомпанией “Боинг” (США), Аэродинамическим институтом Ахенского университета AIA (ФРГ), INRIA (Франция).

6 сентября. Научная общественность Новосибирска отметила 80-летие со дня рождения первого заместителя директора ИТПМ по научной работе акад. М.Ф. Жукова.

В течение 1997 г. ИТПМ посетили 25 зарубежных ученых из Франции, США, ФРГ, КНР, Японии и Австралии.

Октябрь. ИТПМ СО РАН принят в члены Международной ассоциации сверхзвуковых аэродинамических труб (STAI). Этому событию предшествовали доклад зам. директора института А.М. Харитонова об экспериментальной базе и основных достижениях ИТПМ, его обсуждение и голосование членов 87-го собрания STAI.

Постановлением Президиума СО РАН № 368 от 10.10.1997 г. Институт механики многофазных систем преобразован в филиал ИТПМ. Директором Тюменского филиала утвержден д.ф.-м.н. проф. Анвар Амирович Губайдуллин.

18 декабря. Постановление Президиума СО РАН утвердило итоги конкурса молодежных проектов СО РАН. По разделу “Механика, энергетика” три проекта сотрудников ИТПМ получили финансирование из централизованных средств СО РАН.

Продолжалось строительство новой гиперзвуковой аэродинамической трубы адиабатического сжатия (АТ-303), получен интеграционный грант СО РАН поддержки строительства трубы.

В 1997 г. сотрудниками ИТПМ опубликовано шесть монографий и 169 статей и докладов на российских и международных конференциях. В институте защищено пять докторских и три кандидатских диссертации.

Состоялось 26 заседаний Ученого совета института и 49 заседаний дирекции, на которых был рассмотрен широкий круг вопросов научной и научно-организаторской деятельности.

Ученый совет провел внутриинститутский конкурс проектов по основным научным направлениям института; приступил к рассмотрению вопросов по сокращению научных тематик, потерявших актуальность; провел подготовку к аккредитации и аттестации института.

Общая численность работников института в 1997 г. была 520 человек, в том числе 191 научных сотрудников (в их составе: один академик, один член-корреспондент РАН, 47 докторов и 113 кандидатов наук ).

К наиболее важным научным достижениям можно отнести следующие:

• Выполнен анализ результатов экспериментального исследования продольных вихревых структур, развивающихся в начальном участке слоя смешения сверхзвуковой неизобарической струи, проведена количественная обработка данных визуализации течения; подготовлен обзор литературных данных о характеристиках гидродинамической устойчивости сжимаемого слоя смешения. На этой основе сформулирована гипотеза о наличии различных механизмов ламинарно-турбулентного перехода в слое смешения струи, заключающаяся в том, что в зависимости от уровня и типа начальных возмущений вблизи среза сопла возможно развитие неустойчивости как Кельвина - Гельмгольца, так и Тейлора - Гертлера.
• С помощью искусственно введенных волновых пакетов впервые изучена неустойчивость гиперзвукового пограничного слоя в зоне отрыва потока. Обнаружена генерация двумерных акустических волн на линии отрыва. Установлено, что переход к турбулентному режиму течения осуществляется через усиление сильно наклонных вихревых возмущений.
• Впервые теоретически исследовано влияние низкочастотного звукового поля на усиление неустойчивых волн в сверхзвуковом пограничном слое. Наибольшее усилие достигается воздействием продольного акустического поля и зависит от его интенсивности.
• Построена модель деформирования композита типа упругопластическая матрица - упругие сферические включения с учетом пластической зоны на локальной ячейке включения. Теоретически предсказана четырехволновая структура ударной волны сжатия в пористом упругопластическом материале.
• Создано оборудование и отработана технология плазменного розжига и подсветки водно-угольного топлива (ВУТ) для котельных агрегатов. Опытная система сжигания ВУТ включает в себя форсунку для подачи водно-угольной суспензии, тракт вторичного потока воздуха, муфель, плазмотрон, расположенный у корня распыленного факела ВУТ под углом 45° к оси муфеля. Максимальная мощность воздушного плазмотрона составляет 40 кВт при розжиге горелки из холодного состояния с расходом топлива 100 – 120 л/ч и снижается до 10 кВт в рабочем режиме ¾ режиме подсветки. Мощность плазменной системы не превышала 10 % от полной мощности горелки и была существенно ниже мощности розжига мазутного факела.
• Показана применимость континуального описания отрывных течений слаборазреженного газа на основе уравнения Навье ¾ Стокса. Результаты расчетов ламинарного отрыва гиперзвукового потока на вогнутых телах, выполненные численным решением уравнений Навье - Стокса, сравнивались с экспериментальными данными и результатами, полученными методом прямого статистического моделирования. Разработана модель колебательно-колебательных процессов обмена энергией в молекулярных столкновениях для метода прямого статистического моделирования, основанная на квазиклассической теории столкновений, и проведены расчетные исследования, показывающие влияние колебательно-колебательных процессов на параметры течения разреженного газа при обтекании клина с различным углом раствора.
• Построена теория трансформации энергии при горении путем реализации резонансно-волновых процессов на собственных частотах пламен. Причем пламена имеют две собственные частоты, являющиеся внутренними свойствами системы. Построена энергетическая диаграмма, характеризующая возможную степень преобразования тепловой (химической) энергии топлива в механическую работу в волновых процессах, обнаружены аномальные явления, проявляющиеся при горении, в виде дополнительных силовых воздействий и перераспределения энтальпии в потоке.

Основные научно-исследовательские работы ИТПМ соответствовали трем главным научным направлениям: математическое моделирование в механике; аэрогазодинамика; физическая газодинамика. В институте сформировался высококвалифицированный коллектив, выполняющий на мировом уровне научные исследования по до-, сверх- и гиперзвуковой аэрогазодинамике, возникновению турбулентности, двухфазной гидромеханике, высокоскоростному взаимодействию тел, сверхзвуковому горению, композитным материалам. Значительный объем разработок выполнялся в рамках программ Сибирского отделения РАН по приоритетным направлениям развития науки и техники.

23 февраля после тяжелой болезни на 84-м году жизни скончался бывший директор ИТПМ СО РАН академик В.В. Струминский.

27 февраля. На заседании Президиума СО РАН зам. директора ИТПМ д.т.н. А.М. Харитонов выступил с докладом о разработке и создании гиперзвуковой аэродинамической трубы адиабатического сжатия нового поколения АТ-303.

Февраль. В связи с 60-летием со дня рождения за научные достижения в области аэрогазодинамики Почетной грамотой СО РАН награжден д.ф.-м.н. А.М. Павлюченко.

Апрель. Указом Президетна Российской Федерации от 21.04.1998 г. академик М.Ф. Жуков награжден орденом “За заслуги перед Отечеством” IV cтепени, а д.т.н. проф. А.М. Харитонову присвоено почетное звание “Заслу­женный деятель науки Российской Федерации”.

Май, 21. ИТПМ получил свидетельство о государственной аккредитации (№ 79) на последующие три года.

29 июня - 3 июля. Институт провел очередную IX Международную конференцию по методам аэрофизических исследований ICMAR’98, в работе которой приняли участие более 150 ученых из России, США, Франции, Германии, Голландии.

В 1998 г. ИТПМ поддерживал международное научное сотрудничество с девятью зарубежными государствами. Были продолжены научные связи в рамках ранее заключенных контрактов и программ с Германией, Францией, Китаем, Бельгией, США, Англией, Италией. Для участия в международных конференциях, научной работы и чтения лекций в различные страны выезжали 32 сотрудника.

Институт посетили 30 иностранных ученых из Франции, ФРГ, КНР, Исламской Республики Иран и Южно-Африканской республики, вице-президент национальной академии наук Беларуси акад. П. Витязь и чл.-корр. НАНБ А. Михалевич, делегация американских ученых из Института прикладной физики (Бирмингем, штат Алабама).

8 декабря исполнилось 90 лет основателю и первому директору ИТПМ, выдающемуся механику академику С.А. Христиановичу. Институт отметил это событие научной сессией Ученого совета с докладами “О научной и организационной деятельности академика С.А. Христиановича” (А.М. Харитонов.)

Декабрь, 4. Ушел из жизни академик М.Ф. Жуков, первый зам. директора института, основатель научного направления “низкотемпературная плазма” в ИТПМ, научный руководитель отдела плазмодинамики.

В 1998 г. продолжалось строительство новой гиперзвуковой трубы адиабатического сжатия, отличающейся высоким давлением торможения создаваемого потока (до 3000 атм), необходимой для получения натурных значений основного критерия моделирования вязких течений ¾ числа Рейнольдса.

В 1998 г. состоялось 16 заседаний Ученого совета и 49 заседаний дирекции, на которых обсуждались вопросы научной деятельности, аккредитации и аттестации института, финансирования, кадровой и организационной политики и др.

Создана лаборатория волновых процессов в ультрадисперсионных средах (зав. лаб. д.ф.-м.н. А.В. Федоров).

Общая численность работающих составила 529 человек, в том числе 196 научных сотрудников (один член-корреспонднт, 52 доктора и 109 кандидатов наук).

В 1998 г. сотрудниками ИТПМ было опубликовано пять монографий, 377 статей и докладов на конференциях, защищено четыре докторских и пять кандидатских диссертаций.

В 1997 – 1998 гг. в аспирантуре института обучалось 27 человек по специальностям: механика жидкости, газа и плазмы и механика деформируемого твердого тела. Зачислено в аспирантуру 10 человек.

Источниками финансирования оставались госбюджет, хоздоговоры, контракты и конкурсные проекты. Несвоевременное и неполное поступление средств из госбюджета, недофинансирование проектов РФФИ и неплатежи по хоздоговорным работам продолжали сказываться на стабильности финансового положения ИТПМ и заставляли проводить жесткую экономию электроэнергии, оптимизировать тепловой режим помещений, сдавать часть площадей в аренду.

РФФИ финансировал работы по 28 проектам, осуществлялась поддержка трех ведущих научных школ.

Ежемесячные государственные научные стипендии для ученых России получали 16 сотрудников ИТПМ.

Наиболее важные научные результаты:

Выявлено частичное или полное разрушение головного скачка уплотнения под воздействием продольного объемного разряда в сверх- и гиперзвуковых потоках воздуха причисле МахаМ = 3 - 8. Впервые получены пространственно-энергетические характеристики электрического разряда, что позволит объяснить механизмы воздействия разряда на головной скачок уплотнения и эффективно управлять аэродинамическими характеристиками тел при сверх- и гиперзвуковых скоростях (чл.-корр. РАН  В.М. Фомин, д.т.н. А.И. Иванченко).

Обнаружен и исследован один из основных механизмов разрушения ламинарного пограничного слоя в турбулентное состояние, имеющий место при обтекании стреловидных крыльев, вогнутых поверхностей, лопаток турбин, компрессоров и т.д. Установлено, что турбулизация пограничного слоя в данных ситуациях связана с возникновением и развитием вторичных высокочастотных возмущений на продольных вихревых структурах (д.ф.-м.н. В.В. Козлов).

Впервые проведены численные исследования стационарного отражения ударных волн с учетом эффектов реального газа. Показано, что эффекты реального газа приводят к существенному увеличению угла перехода от регулярного отражения к маховому. Кроме того, колебательное возбуждение молекул и химические реакции в газе заметно уменьшают высоту ножки Маха (д.ф.-м.н. М.С. Иванов).

Обнаружено существенное увеличение расхода жидкости через пористую среду с остаточным газосодержанием при воздействии импульсного периодического нагружения по жидкости. Данный метод позволит управлять отдачей жидкостей в пористых газосодержащих средах (д.ф.-м.н. А.А. Губайдуллин).

Впервые осуществлено комбинированное упрочнение стальных изделий путем их обработки в мощных импульсных высокочастотных полях с одновременным диффузионным борированием поверхностного слоя детали. Достигнута рекордная глубина борирования - до 0,3 мм за время обработки в несколько секунд. Получены уровень микротвердости в поверхностных слоях стали до
16 ГПа и рост износостойкости в 6 – 7 раз по сравнению с исходной сталью (Ст45) (д.ф.-м.н. В.В. Марусин).

Завершен цикл теоретических и экспериментальных исследований многофункциональных дисковых роторных машин с тангенциальным вводом-выводом рабочего газа. Построена инженерная теория расчета, позволяющая определять конструктивные характеристики таких аппаратов по заданным расходно-напорным и теплоэнергетическим параметрам (чл.-корр. РАН В.М. Фомин, д.т.н. В.К. Баев).

На основе разработанных эффективных алгоритмов параллелизации метода прямого статистического моделирования выполнены расчеты обтекания затупленного конуса с учетом физико-химических процессов в газе, течения в сопле управляющего двигателя станции “Мир” и микросопле, используемом в микроэлектрических системах управления малыми спутниками (д.ф.-м.н. М.С. Иванов).

Впервые проведены численные исследования пространственного сверхзвукового обтекания различных заостренных тел в следе за локальным энергоисточником. Выявлен механизм воздействия на силовые нагрузки обтекаемого тела. Установлено, что воздействие источника сильно зависит от формы тела и положения источника. Показана возможность эффективного управления траекторией полета аппарата с помощью локального энергоисточника (д.ф.-м.н. А.А. Маслов, к. ф.-м. н. А.П. Шашкин).