Details

Category: Конференции

Published: 10 July 2015

Hits: 26033

16 Зимняя школа по механике сплошных сред

Российский Национальный комитет по теоретической и прикладной механике, Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (ИМСС УрО РАН) объявляют о проведении 16 Зимней школы по механике сплошных сред (механика сплошных сред как основа современных технологий).
Зимние школы Институт механики сплошных сред УрО РАН проводит каждые два года, начиная с 1975 г., с 1995 г. в них постоянно участвуют ученые из стран СНГ и дальнего зарубежья.

•     Вычислительная механика сплошных сред;
•     Актуальные проблемы упругости, пластичности и вязкоупругости;
•     Физика и механика мезо- и наноструктурных систем;
•     Конвекция, гидродинамическая устойчивость и турбулентность;
•     Гидродинамика многофазных сред;
•     Гидродинамика неньютоновских жидкостей и жидкостей с особыми свойствами.

Проблемы нелинейной механики деформируемого твердого тела

Российский Национальный комитет по теоретической и прикладной механике, Научный совет РАН по механике деформируемого твердого тела, Институт механики сплошных сред УрО РАН, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Пермский государственный технический университет объявляют о проведении с 13 по 15 октября 2008 года Всероссийской конференции "ПРОБЛЕМЫ НЕЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА". Тематика:

•     Модели механического поведения сред, учитывающие их многомасштабную структуру, в том числе наноструктуру, эволюцию структуры, фазовые превращения, конечные деформации:
  •         общие принципы и подходы к построению моделей;
  •         модели конкретных сред, в том числе, с учетом накопления повреждений;
  •         экспериментальное обеспечение предложенных моделей;
  •         эффективные аналитические и численные методы реализации моделей.
•     Устойчивость, неустойчивость, колебания, распространение волн в упругих средах при наличии начальных напряжений.
•     Устойчивость и неустойчивость упругопластических сред.
•     Нелинейные задачи, возникающие в линейных моделях деформируемых сред (задачи с неизвестной границей, обратные задачи).

15 Зимняя школа по механике сплошных сред

Российский Национальный комитет по теоретической и прикладной механике, Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (ИМСС УрО РАН) объявляют о проведении 15 Зимней школы по механике сплошных сред с числом участников 200 человек.
Начиная с 1975 г., Зимние школы ИМСС проходят каждые два года; с 1995 г. в них постоянно участвуют ученые из стран СНГ и дальнего зарубежья. Время проведения 26 февраля - 3 марта 2007 года

•     Актуальные проблемы упругости, пластичности и вязкоупругости;
•     Механика нано- и мезоскопических систем;
•     Конвекция, гидродинамическая устойчивость и турбулентность;
•     Гидродинамика многофазных сред;
•     Гидродинамика неньютоновских жидкостей и жидкостей с особыми свойствами;
•     Вычислительные технологии в механике сплошных сред.

GROW 2006 - международный российско-германский открытый научный семинар "Турбулентность в замагниченной межзвездной среде".

Время проведения с 5 по 8 сентября 2006 г. Цель семинара - собрать вместе радиоастрономов, занимающихся наблюдениями галактических и внегалактических магнитных полей, специалистов по обработке и интерпретации данных радионаблюдений, физиков-теоретиков, специализирующихся на описании процессов генерации и эволюции космических магнитных полей и МГД-турбулентностью в межзвездной среде, а также экспериментаторов, исследующих процессы генерации магнитных полей турбулентными потоками проводящей жидкости в лабораторных условиях.

Поздеевские чтения - научная конференция молодых учёных по механике сплошных сред

Конференция посвященна 80-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР Александра Александровича Поздеева. Время проведения 23 - 24 марта, 2006 г.

•     Упругость, пластичность и вязкоупругость;
•     Макро- и мезомеханика, разрушение;
•     Конвекция, гидродинамическая неустойчивость и турбулентность;
•     Гидродинамика многофазных сред, неньютоновских жидкостей и жидкостей с особыми свойствами;
•     Вычислительные технологии механики сплошных сред;
•     Прикладные задачи механики сплошных сред.

Юбилейная конференция - научная конференция "Актуальные проблемы механики сплошных сред"

Конференция проводится в рамках мероприятий, приуроченных к 25-летию образования ИМСС УрО РАН. Время проведения 1 - 2 ноября, 2005 г.

•     актуальные проблемы упругости, пластичности и вязкоупругости;
•     макро- и мезомеханика, разрушение;
•     конвекция, гидродинамическая неустойчивость и турбулентность;
•     гидродинамика многофазных сред, неньютоновских жидкостей и жидкостей с особыми свойствами;
•     вычислительные технологии механики сплошных сред.

Details

Category: Наука

Published: 28 April 2015

Hits: 10908

Важнейшие результаты фундаментальных и прикладных исследований,
выполненных в Учреждении Российской академии наук
Институте механики сплошных сред Уральского отделения РАН
в 2011 году

1. Разработан впервые аналитический метод построения полной системы собственных решений для различных вариантов круговых конических тел: однородный конус с одной боковой поверхностью (сплошной конус), однородный конус с двумя боковыми поверхностями (полый конус), составной конус при различных вариантах граничных условий на боковых поверхностях.Подробнее Скрыть подробности
   Разработан впервые аналитический метод построения полной системы собственных решений для различных вариантов круговых конических тел: однородный конус с одной боковой поверхностью (сплошной конус), однородный конус с двумя боковыми поверхностями (полый конус), составной конус при различных вариантах граничных условий на боковых поверхностях.
   
   
   Разработан аналитический метод построения полной системы собственных решений для различных вариантов круговых конических тел: однородный конус с одной боковой поверхностью (сплошной конус), однородный конус с двумя боковыми поверхностями (полый конус), составной конус при различных вариантах граничных условий на боковых поверхностях. Получены численные результаты о характере сингулярности напряжений в вершине сплошного конуса при граничных условиях в перемещениях, напряжениях, смешанного типа и в вершине полого конуса при различных вариантах граничных условий на боковых поверхностях для различных геометрических параметров задач и механических характеристик материалов. В качестве одного из приложений построенных собственных решений рассматривается их использование для оценки характера сингулярности напряжений в вершине конических тел.
   
   Рук. акад. РАН Матвеенко В.П., т. (342) 237-84-61
2. Исследована диффузионная природа высокопластичного состояния компенсированных аустенитных сплавов. Подробнее Скрыть подробности
   
   Объектом исследования являлась микроструктура и пространственное распределение химического состава по цилиндрическому образцу из аустенитной нержавеющей стали Н12Х22, подвергнутому большим деформациям кручения. Целью работы являлась проверка гипотезы о диффузионной природе высокопластичного состояния скомпенсированных по химическому составу аустенитных нержавеющих сплавов при квазистатическом деформировании. Работа проводилась методом электронно-микроскопического и масс-спектрометрические экспериментального исследования полированных микрошлифов, вырезанных из деформированного образца. Сканирование проводилось на макроуровне на сетке с характерным размером 0.5 мм и на микроуровне на сетке с характерным размером 1 мкм. В результате обнаружены "концентрационные волны" - волокнистое пространственное распределение основных компонент химического состава образца, повторяющее рельеф спиралей локализации пластической деформации на поверхности цилиндра с периодами 1 мм, 2 мм и 4 мм; выявлено микроскопическое пространственно-периодическое распределение подобных зон с периодом около 12 мкм, установлена уплощенная структура кривых гистерезиса пространственных колебаний компонент хрома, никеля и железа на макро- и микроуровне, а также подобие ориентации плоскостей, экстраполирующих эти данные, установлен рост концентраций хрома и никеля и убывание концентрации железа вдоль радиальной координаты, зарегистрированы случаи попадания пучка электронов в места с аномальной концентрацией компонент, вероятно, являющиеся выделениями фаз. Полученные данные могут свидетельствуют в пользу диффузионного механизма высоких пластических свойств материалов исследуемого типа.
   
   Рук. к.ф.м.н. Келлер И.Э. т.(342) 237-84-59
3. В соответствие с представлениями о структурно-скейлинговых переходах - новом типе критических явлений в мезоскопических системах с дефектами, экспериментально исследована статистика фрагментации хрупких материалов (стекол) при интенсивных (динамических) воздействиях. Установлен пространственно-временной скейлинг, сопровождающий кинетику фрагментации, подтвердивший теоретически обоснованный результат о развитии процесса фрагментации как проявление самоорганизованной критичности.Подробнее Скрыть подробности
   
   Развиваемые представления о закономерностях разрушения как структурно-скейлинговых переходах в ансамблях дефектов, роли многомасштабных мод дефектов в механизмах локализации разрушения явились основой для реализуемой экспериментальной программы по исследованию статистических закономерностей фрагментации, обнаруживающих признаки самоорганизованной критичности. Реализованная экспериментальная программа по динамическому нагружению цилиндрических образцов плавленого кварца с реализацией методик сохранения позволила установить масштабную и временную инвариантность (скейлинг), который связывается в теории структурно-скейлинговых переходов с групповыми свойствами уравнений, определяющих нелинейную динамику развития дефектов в соответствие с установленными типами многомасштабных коллективных мод ансамблей дефектов. Последовательность данных масштабов, которые применительно к структуре материалов характеризует масштабы локализации пластической деформации и разрушения, и, как показывают теоретические соотношения, может обнаруживать свойства, характерные для явлений самоорганизованной критичности.
   Установленные закономерности масштабного и временного скейлинга, наблюдаемые при динамике процесса фрагментации, находятся в соответствии с представлениями о структурно-скейлинговых переходах - новом типе критических явлений для твердых тел с дефектами. Исследования процесса фрагментации в широком диапазоне интенсивностей нагружения представляют фундаментальный интерес в контексте исследования поведения неравновесных систем, обнаруживающих длинно-корреляционные взаимодействия, а также прикладное значение применительно к постановкам высокоскоростного удара.
   
   Рук. д.ф.м.н. Наймарк О.Б. т.(342) 237-83-12

1. Впервые показано, что режимы крупномасштабной циркуляции со спонтанными инверсиями, разделенными длительными периодами квазистационарной циркуляции, возникают при турбулентной конвекции Релея-Бенара в прямоугольных полостях различной геометрии как в ограниченном диапазоне значений числа Релея, так и в ограниченном диапазоне аспектного соотношения, определяющего отношение толщины полости к стороне в плоскости циркуляции. В толстом слое устанавливается режим без инверсий, а в тонком слое возникает режим, характеризуемый многочисленными сменами направления циркуляции, не разделенными интервалами с устойчивым направлением крупномасштабного течения.Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Спонтанные перебросы потока происходят в различных гидродинамических системах, включая крупномасштабные потоки в океанах, атмосфере, конвектиыных оболочках звезд или в жидком ядре Земли, где смена направления движения может приводить и к инверсии магнитного поля. Выполненные экспериментальные исследования крупномасштабной циркуляции (КМЦ) жидкости при турбулентной конвекции Релея-Бенара в прямоугольных областях различной геометрии (от тонкого слоя до кубической полости) показали, что в зависимости от значений числа Релея и аспектного соотношения могут реализоваться три различных режима КМЦ.
   Первый режим характеризуется устойчивой циркуляцией, интенсивность которой демонстрирует стохастические колебания, но направление циркуляции остается неизменным. Второй режим режим с инверсиями, для которого характерно чередование интервалов с КМЦ в том или ином направлении. Длительность этих интервалов случайна, а в пределах каждого интервала КМЦ ведет себя подобно режиму 1. Третий, смешанный режим характеризуется многочисленными сменами направления КМЦ, которые не разделяются интервалами с квазиустойчивой циркуляцией в одном направлении (см. рис.). Выявлена высокая чувствительность характера КМЦ к поперечному размеру полости (толщине слоя с квадратным в плоскости циркуляции сечением). Показано, что в полостях с близкими размерами всех сторон инверсии не наблюдаются, а в тонком слое режим с инверсиями сменяется смешанным режимом циркуляции.
   Васильев А.Ю., Фрик П.Г. Инверсии крупномасштабной циркуляции при турбулентной конвекции в прямоугольных полостях // Письма в ЖЭТФ, 2011. T.93. N.6. C.363-367.
   
   Рук. д.ф.м.н. Фрик П.Г., т.(342) 237-83-22
2. Выяснена природа стрикционного эффекта в мягком магнито-эластомерном композите. Предложенная концепция согласуется со всеми имеющимися экспериментальными данными; построенные 2D модели открывают возможность проектировать слой магнитного эластомера с заданными величиной и знаком магнитострикции.Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Исследована природа магнитострикционного эффекта в мягком магнитом эластомере. С помощью численного моделирования показано, что приложенное поле "запускает" два механизма стрикции: макроскопический и мезоскопический, причем последний существенно зависит от наличия ближнего порядка в расположении магнитных частиц. Впервые дан способ вычисления магнитодипольной стрикции - параметра, имеющего первостепенное значение для нахождения макроскопической деформации магнитоэластомерного образца любой формы. Показано, что предложенное описание хорошо согласуется со всеми имеющимися экспериментальными данными. разработанные модели открывают возможность проектировать магнитные эластомеры с заданными величиной и знаком магнитострикции.
   Результаты опубликованы в журнале Soft Matter (Великобритания, импакт-фактор 2010 г. = 4.46); редакция которого выбрала нашу работу в качестве "горячей" статьи месяца.
   
   Рук. д.ф.-м.н. Райхер Ю.Л., т.(342) 237-83-23
3. Экспериментально определены изменения модуля сжимаемости и коэффициента проницаемости экструдата рапса в процессе отжима масла, когда образец ведет себя как пористая упругопластическая среда. Установлено, что изменение массовой концентрации в узком диапазоне (0,45 - 0,23) приводит к уменьшению коэффициента проницаемости на полтора-два десятичных порядка. Найдена аппроксимирующая поверхность, описывающая зависимость коэффициента проницаемости от уровня приложенного давления и массовой концентрации масла, позволяющая использовать ее при математическом моделировании процесса плунжерного и шнек-прессового отжима.Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Ограниченность мировых запасов органических топлив вызывает интерес к поиску других источников. Одним из заменителей может служить биотопливо, полученное из масличных культур, в частности, семян рапса. Наиболее современным способом получения масел является процесс с использованием шнек-пресса. Выбор конструктивных параметров шнек-пресса и технологических режимов отжима связан с адекватным описанием, как самого процесса, так и свойств перерабатываемого материала. Целью работы являлось экспериментальное определение коэффициента проницаемости и модуля сжимаемости экструдата рапса в процессе отжима масла, когда образец ведет себя как пористая пластически деформируемая среда. Отжим жидкой фазы изменяет структуру смеси и массовое соотношение между компонентами, в результате чего изменяются реологические и фильтрующие свойства смеси. При всей простоте традиционных методов определения проницаемости в случае изменяющейся структуры пористого массива в процессе отжима выполнить это значительно сложнее. Экструдат предлагается рассматривать как двухкомпонентную среду, представляющую смесь жидкости (масла) и деформируемую пористую основу, состоящую в основном из клетчатки. Отжим жидкой фазы изменяет структуру смеси и массовое соотношение между компонентами, и тем самым ее реологические и фильтрующие свойства. В процессе отжима одновременно протекают несколько процессов, определяющих фиксируемую в эксперименте деформацию: - упругая деформация образца смеси; - необратимая деформация, связанная с пластической деформацией "растительного" скелета; условная сжимаемость, обусловленная отжимом масла. Необратимая деформация, связанная с пластической деформацией "растительного" скелета не велика, но существенно меняет коэффициент фильтрации. В исследованном диапазоне концентраций 0,45 - 0.23 коэффициент проницаемости изменяется на полтора - два десятичных порядка, снижаясь при малых концентрациях.
   Можно было предположить, что концентрация масла, как косвенный показатель структуры смеси, однозначно определяет коэффициент проницаемости и модуль сжимаемости смеси. Однако, как показал эксперимент, эти показатели интенсивности процесса отжима и упругого сопротивления смеси зависят не только от соотношения компонент, но и от предшествующей истории нагружения образца. Изменение коэффициента проницаемости зависит от уровня приложенного давления. Найдена аппроксимирующая поверхность, описывающая зависимость коэффициента проницаемости от уровня приложенного давления и массовой концентрации масла, позволяющая использовать ее при математическом моделировании процесса плунжерного и шнек-прессового отжима.
   
   Рук. д.т.н. Славнов Е.В., т.(342) 237-83-99
4. Решена задача о влиянии собственных полей на пространственное распределение частиц в магнитной жидкости, заполняющей прямоугольную полость. Показано, что собственное поле магнитной жидкости (при однородном внешнем поле) приводит к сегрегации частиц с двух - трехкратным перепадом по концентрации в зависимости от энергии магнитодипольных взаимодействий.Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Вплоть до последнего времени в научной литературе встречались лишь единичные работы, посвященные расчету собственных полей, создаваемых магнитными жидкостями. Считалось, что эффекты, связанные с этими полями, малы, за исключением ситуации, когда магнитная жидкость имеет свободную поверхность, на которой формируется магнитный скачок давления (работы А.О. Цеберса с соавторами). Мы впервые рассмотрели в деталях один их таких эффектов, состоящий в пространственном перераспределении коллоидных частиц в жидкости, заполняющей прямоугольную полость, под действием собственного (размагничивающего) поля, и показали, что этот эффект не мал. Более того, это очень сильный нелинейный эффект. Он приводит к неоднородности концентрационного поля в жидкости, сопоставимой со средней концентрацией частиц в полости. Решение задачи оказалось возможным только сейчас, после вывода уравнений, описывающих магнитофорез и диффузию частиц в концентрированных ферроколлоидах (Pshenichnikov A.F., Elfimova E.A., Ivanov A.O. // J. Chem. Phys. 2011. Vol. 134.). Задача решена в двумерной постановке, на примере прямоугольной полости, заполненной первоначально однородной магнитной жидкостью. В случае вытянутой полости ее центральная часть обогащается частицами при продольной ориентации магнитного поля и обедняется - при поперечной ориентации. Концентрация частиц вблизи торцов полости изменяется в противоположном направлении.
   На прилагаемом слайде в качестве примера приведены изолинии равной концентрации в полости с отношением сторон 1:5 при продольной ориентации магнитного поля. Степень расслоения магнитной жидкости определяется двумя безразмерными параметрами (приведенными энергиями): параметром Ланжевена - отношением энергии взаимодействия отдельной частицы с внешним полем к энергии теплового движения и параметром агрегирования - отношением энергии магнитодипольного межчастичного взаимодействия к тепловой энергии. Расчеты проведены для однородного внешнего поля с параметром Ланжевена, равным шести, для различных параметров агрегирования. Прежняя теория, не учитывающая собственное магнитное поле жидкости, предсказывает однородное распределение концентрации. Из рисунка хорошо видно, что реальное распределение концентрации далеко от однородного. Степень неоднородности характеризуется коэффициентом разделения - отношением максимальной концентрации к минимальному значению за вычетом единицы. Зависимость коэффициента разделения от параметра агрегирования приведена на втором рисунке. Приведенный график означает, что перепад концентрации в полости может в два - три раза превышать среднюю по объему концентрацию. Ясно, что обнаруженный эффект очень сильный, и пренебрегать им нельзя.
   
   Рук. д.ф.м.н. Пшеничников А.Ф. т.(342) 237-83-25
5. Экспериментально обнаружено и исследовано формирование систем капель феррожидкости под влиянием вертикального магнитного поля. Возникновение капель происходит в результате деформации горизонтального слоя феррожидкости, расположенного на жидкой подложке. Действие однородного вертикального магнитного поля приводит к созданию системы капель, равноудаленных друг от друга, а воздействие неоднородного осесимметричного поля вызывает появление разрыва слоя в виде правильного круга, вдоль границы которого располагается система капель, равноудаленных от центра.Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Экспериментальное изучение поведения горизонтального слоя феррожидкости на жидкой подложке под действием магнитного поля привело к обнаружению ряда новых явлений, включая формирование упорядоченных капельных структур. Причиной подобной эволюции достаточно толстого (~1 - 4 мм) слоя феррожидкости стала жидкая подложка - с ее появлением слой получил способность деформироваться одновременно с двух сторон. В результате, под влиянием однородного вертикального магнитного поля слой феррожидкости распадается на отдельные капли, частично погруженные в жидкость подложки и равноудаленные друг от друга. Действие вертикального неоднородного осесимметричного поля вызывает возникновение разрыва слоя в виде правильного круга. При этом, если двухслойная система жидкостей помещена в кювету конечных размеров, то при достижении определенной напряженности магнитного поля граница разрыва испытывает неустойчивость, что также приводит к формированию системы капель. В этом случае капли равноудалены от центра разрыва.
   Определены критические значения напряженности магнитных полей, при которой происходит разрушение слоя, в зависимости от его исходной толщины и магнитной восприимчивости феррожидкости. Прослежена эволюция капельных структур при изменении напряженности поля, в частности, обнаружен гистерезис в поведении системы "феррожидкость-подложка", связанный со сменой ее топологии. Для слоев феррожидкости с малой исходной толщиной при снятии поля наблюдалось формирование устойчивых разрывов поверхности.
   
   Рук. д.ф.м.н. Костарев К.Г., т.(342) 237-83-14
6. Исследовано влияние ПАВ, адсорбированного в поверхностном слое жидкости, на свободные капиллярные колебания сферической жидкой капли. В приближении малой сдвиговой вязкости в объеме капли, рассмотрены случаи малой, конечной и большой поверхностных вязкостей. Для случая малых поверхностных вязкостей и конечной упругости Гиббса найдена поправка к собственным частотам незатухающих колебаний капли. Для случая конечной поверхностной вязкости получено уравнение, определяющее главный порядок частот колебаний. Исследован переход к апериодическим колебаниям.Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Одним из распространенных методов измерения поверхностного натяжения и вязкости жидкостей является анализ колебаний формы жидких капель. Для малых колебаний формы сферических капель со свободной поверхностью существуют классические формулы Релея и Ламба, связывающие поверхностное натяжение и вязкость с частотой и коэффициентом затухания колебаний. Во многих случаях, однако, поверхность жидкости бывает покрыта пленкой поверхностно-активного вещества (ПАВ), проявляющей реологические свойства, отличные от свойств жидкости в объеме. В настоящей работе исследовано влияние ПАВ, адсорбированного в поверхностном слое жидкости, на свободные капиллярные колебания сферической жидкой капли. Результаты получены в приближении малой сдвиговой вязкости жидкости в объеме капли для случаев малой, конечной и большой сдвиговой и дилатационной поверхностных вязкостей.
   Для случая малых поверхностных вязкостей и конечной упругости Гиббса найдена поправка к собственным частотам незатухающих колебаний капли. Поправка оказалась величиной порядка корня квадратного от сдвиговой вязкости в объеме жидкости, в отличие от случая отсутствия ПАВ, где имеет место линейный закон. Такой рост вязкой диссипации был известен ранее. Если упругость Гиббса мала, то поправка становится линейной по сдвиговой вязкости в объеме жидкости. Получен критерий перехода между этими двумя случаями. Для случая конечной поверхностной вязкости получено кубическое уравнение, которое определяет главный порядок частот колебаний. Рассмотрен ряд предельных случаев для данного уравнения, включая случай большой поверхностной вязкости.
   Найдены области в пространстве параметров, где существуют периодическое и апериодическое решения, либо три различных апериодических решения. Выяснено, что в случае малой или конечной упругости Гиббса, переход к апериодическим решениям определяется совместным действием сдвиговой и дилатационной поверхностных вязкостей и невозможен, если одна из поверхностных вязкостей мала. D.Lyubimov, V.Konovalov, T.Lyubimova, I.Egry. Small amplitude surface oscillations of a spherical liquid drop with surface viscosity. J. Fluid Mechanics. 2011. V. 667. P. 204-217.
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 239-66-46
7. Численно исследована динамика свободного от гидрата вертикального канала, пронизывающего слой гидрата, пребывающего в стабильном состоянии. Показано, что при достаточно большом значении коэффициента проницаемости пористой среды возможно разрастание канала. Начальный избыток газовой фазы приводит к движению вверх газовой и водной фазы, при этом, вследствие наличия геотермального градиента, происходит нагрев и таяние гидрата. В ходе диссоциации гидрата выделяется большое количество газа, что способствует усилению вертикального движения фаз. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Гидрат метана представляет собой похожее на лёд вещество, в котором молекулы метана содержатся в пространственной решётке, сформированной молекулами воды. Он стабилен при низких температурах и высоких давлениях. Интерес к исследованиям гидратов связан с возможностью развития технологий, позволяющих использовать газовые гидраты в виде альтернативного углеводородного сырья и облегчить решение экологических проблем, возникающих при диссоциации природных газовых гидратов. В последние годы появилось много работ, посвящённых моделированию поведения гидратов в пористых средах. Однако большинство из них рассматривает простейшие задачи динамики гидрата.
   В природе из-за наличия геотермального градиента существует диапазон глубин, в котором гидрат метана устойчив. Этот диапазон ограничен снизу высокой температурой, верхняя граница обусловлена падением давления в среде. В работе численно исследовалось поведение свободного от гидрата вертикального канала, пронизывающего слой гидрата, пребывающего в стабильном состоянии. Моделирование проводилось с помощью метода сквозного счета. Объемные доли фаз в каждой точке пространства задавались функциями газо-, водо- и гидратонасыщенности. Движение фаз описывалось в соответствии с законом Дарси и законами сохранения массы жидкости и газа. Фазовый переход моделировался в рамках равновесной модели: предполагалось, что характерное время реакций диссоциации и образования гидрата много меньше гидродинамических и тепловых времен. Разработанный численный алгоритм позволяет проводить параллельные вычисления с использованием адаптивной сетки. Уравнение для плотности газа решалось неявно методом сопряженных градиентов с использованием процедуры предобусловливания. Моделирование проведено для различных соотношений объемных долей газа и воды. В случае, когда пористая среда содержит большое количество газа, водная и газовая фазы в поле тяжести движутся в различных направлениях: вода осаждается вниз, газ поднимается вверх. Вследствие большого коэффициента теплоемкости воды, ее осаждение приводит к значительному переносу тепла, в результате канал в слое гидрата со временем зарастает. Когда газовой фазы значительно меньше, чем водной, моделирование можно проводить в рамках модели общей скорости газовой и водной фаз. В этом случае предполагалось, что вода содержит маленькие пузырьки газа, размер которых меньше характерного размера пор. Моделирование показало, что в этом случае при достаточно большом значении коэффициента проницаемости пористой среды возможно разрастание канала. Начальный избыток газовой фазы приводит к движению вверх газовой и водной фазы, при этом, вследствие наличия геотермального градиента, происходит нагрев и таяние гидрата. В ходе диссоциации гидрата выделяется большое количество газа, что способствует усилению вертикального движения фаз.
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 239-66-46
8. Исследован вынос примеси из замкнутой области пористой среды пространственно-однородным модулированным во времени внешним потоком. Использованы две модели аномальной диффузии - двухфазная и фрактальная. Получены кривые выхода примеси. Показана принципиальная возможность управления временем выноса примеси с помощью изменения частоты модуляции внешнего потока. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Известно, что дрейф частиц примеси в пористой среде не всегда подчиняется гауссовому распределению, поскольку частицы могут прилипать к твердому скелету. Прилипание может описываться как в терминах случайных величин - фрактальные модели, так и с помощью двухфазных моделей с кинетикой межфазного обмена второго порядка. Существует множество экспериментальных данных, которые подтверждают применимость как той, так и другой моделей.
   Учет прилипания частиц примеси к скелету приводит к появлению нового характерного времени времени установления равновесия между мобильной (свободной) и немобильной (адсорбированной) фазами. Это время, прежде всего, зависит от параметров моделей, которые определяют скорость перехода примеси из одной фазы в другую. При появлении дополнительного времени становится возможным управление процессом диффузии с помощью каких либо внешних периодических во времени факторов.
   В настоящей работе исследован вынос примеси из замкнутой области пористой среды однородным в пространстве, но модулированным по времени внешним потоком. Использованы две модели аномальной диффузии - двухфазная и фрактальная. Получены кривые выхода примеси. Изучено отклонение кривой выхода от случая немодулированного потока в зависимости от частоты и фазы модуляции.
   Наиболее интересным интегральным параметром задачи является время выхода примеси, то есть время, необходимое для того, чтобы большая часть примеси была вынесена из области внешним потоком (в проведенных расчетах это время соответствовало моменту, когда внутри области оставалось 5% от начальной массы примеси).
   Получены зависимости времени выхода примеси от параметров моделей диффузии и характеристик модуляции. Показана принципиальная возможность управления временем выноса примеси с помощью изменения частоты модуляции.
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 239-66-46

1. Исследован отрыв газового пузыря от плоской твердой подложки, происходящий по "динамическому сценарию", т.е. в результате сильных колебаний формы поверхности пузыря, вызванных нормальными неакустическими гармоническими вибрациями подложки. Исследование проведено в рамках модели, основанной на анализе одномодовых решений вблизи вершины пузыря. Найдена зависимость интенсивности вибрационного воздействия, необходимого для отрыва пузыря, от параметров задачи. Получена оценочная формула для объема отрывающихся пузырей. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Известно, что в условиях микрогравитации режим пленочного кипения возникает при существенно меньших значениях теплового потока в системе, чем в земных условиях. Это связано с тем, что в земных условиях имеется механизм, который приводит к отрыву и удалению образующихся пузырей пара от поверхности нагревателя и предотвращению, тем самым, образования устойчивой пленки пара вблизи поверхности нагревателя. Этим механизмом является вызванная тяжестью плавучесть. Режим пленочного кипения обычно является нежелательным из-за низкой теплоотдачи в системе и, как следствие, возможного перегрева материала нагревателя. Поэтому для условий микрогравитации, когда тяжесть мала, важно найти эффективный механизм отвода пара от поверхности нагревателя, который бы заменил плавучесть. Одним из таких механизмов может стать вибрационное воздействие. Такое воздействие способно отрывать пузыри пара от поверхности нагревателя в объем жидкости, где они могут всплывать в результате сравнительно небольшой плавучести, течения жидкости, или же действия термокапиллярных сил.
   В настоящей работе исследован отрыв газового пузыря от твердой плоской подложки в результате сильных колебаний формы поверхности пузыря, вызванных нормальными неакустическими гармоническими вибрациями подложки. Отрыв пузыря изучен для условий микрогравитации, когда динамика поверхности пузыря обусловлена "игрой" сил инерции жидкости и сил поверхностного натяжения. Исследование проведено в рамках модели Лейзера, основанной на анализе одномодовых решений вблизи вершины пузыря. Отрыв пузыря от подложки определялся из условия его удлинения в процессе колебаний на величину порядка радиуса пузыря в состоянии равновесия. Найдена зависимость интенсивности вибрационного воздействия, необходимого для отрыва пузыря, от параметров задачи. Получена оценочная формула для объема отрывающихся пузырей.
   В.В.Коновалов, Д.В.Любимов, Т.П.Любимова. Динамический отрыв газового пузыря от твердой плоской подложки, совершающей нормальные гармонические вибрации. ПМТФ, 2011, т.52, № 5
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 239-66-46
2. Изучено возникновение и нелинейная эволюция пространственных структур в горизонтальном слое неоднородно нагретой бинарной смеси. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Бифуркационный анализ молекулярной смеси с аномальной термодиффузией, помещенной в модулированное поле тяжести, свидетельствует об образовании двух различных типов стоячих волн, определяемых квазипериодическими или субгармоническими колебаниями характеристик смеси. Надкритический режим течения, соответствующий устойчивым стоячим волнам в форме субгармонических колебаний, зарождается мягко; пороговые значения параметров соответствуют результатам линейной теории устойчивости. Найден интервал значений амплитуды вибрационного воздействия, в пределах которого удается подавить конвективные движения бинарной смеси.
   В слое коллоидной смеси, стратифицированной гравитационным полем, параметрически исследовано возникновение неустойчивости равновесия вследствие развития длинноволновых или ячеистых колебательных возмущений. Нелинейный анализ пространственно-временной эволюции режима течения в виде бегущих конвективных валов позволил установить жесткий характер ветвления и границы устойчивости течения в зависимости от определяющих параметров задачи.

   • Мызникова Б.И., Смородин Б.Л. Волновые режимы конвекции бинарной смеси при модуляции силы тяжести // Журнал экспериментальной и теоретической физики, 2011, том 139, выпуск 3, с. 597 - 604.
   • Smorodin B.L., Cherepanov I.N., Myznikova B.I., Shliomis M.I. Travelling-wave convection in colloids stratified by gravity // Physical Review E, 2011, Vol. 84, 026305 (10).
   
   Рук. к.ф.м.н.Мызникова Б.И., т.(342) 237-83-23

Важнейшие результаты прикладных исследований

1. С использованием оригинальных экспериментальных установок и методов структурного анализа исследована стадийность процесса динамического проникания ударников в металлические мишени. Установлены закономерности развития процесса проникания, обусловленные локализацией пластического сдвига и локализацией разрушения, что является основой для оценки надежности бронезащит. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Представления о структурно-скейлинговых переходах как механизмах структурной релаксации позволили развить структурно-феноменологические модели, описывающие взаимосвязь механизмов пластичности, разрушения, эволюции дислокационных субструктур и структурной (зеренной) фрагментации. Применение развиваемых моделей к процессам локализации пластической деформации и разрушения при интенсивных (динамических) нагрузках, качественные и количественные результаты явились основой для постановки и интерпретации экспериментов и структурных исследований материалов (алюминия), подвергнутых динамическому нагружению.
   Структурные исследования зоны локализации деформации и разрушения установили масштабно-инвариантный характер формирования рельефа, обусловленный универсальным сценарием структурной фрагментации материала. Формирование двух областей различной морфологии (мелко- и крупномасштабной шероховатости) связано с качественно-различными механизмами локализации пластической деформации и локализации разрушения, обусловленными автомодельными закономерностями развития ансамблей дефектов и, как следствие, структурной фрагментации.
   Переходы между зонами локализованной пластичности и локализованного разрушения характеризуется резким увеличением показателя Херста, что связывается с качественными изменениями механизма формирования дефектных структур. Постоянство значения показателя Херста в каждой из наблюдаемых областей отражает наличие характерного механизма структурной релаксации, отвечающего за процессы локализации пластической деформации и локализации разрушения.
   С использованием оригинальных экспериментальных установок и методов структурного анализа исследована стадийность процесса динамического проникания ударников в металлические мишени. Установлены закономерности развития процесса проникания, обусловленные локализацией пластического сдвига и локализацией разрушения, что является основой для оценки надежности бронезащит.
   
   Рук. д.ф.м.н. Наймарк О.Б., т.(342) 237-83-12

1. Проведен комплекс экспериментов по деформированию в магнитных полях, магнитореологических эластомеров различного состава при квазистатическом нагружении (ползучесть, релаксация, растяжение). Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Проведен комплекс экспериментов по деформированию в магнитных полях, магнитореологических эластомеров различного состава при квазистатическом нагружении (ползучесть, релаксация, растяжение). В качестве примера представлены результаты испытаний в режиме растяжения и релаксации напряжений.
   Кривые демонстрируют магнитодеформационный эффект, заключающийся в существенном возрастании напряжений при наложении магнитного поля и падении при снятии при релаксации. При растяжении происходит сравнительно медленное нарастание напряжений при воздействии магнитного поля. Этот эффект может быть использован в различного рода исполнительных механизмах, например, в датчиках и клапанах.
   
   Рук. к.т.н. Ковров В.Н., т.(342) 237-83-17

1. Разработан комплекс неинвазивных методов оценки состояния периферического кровообращения человека, основанных на вейвлет анализе сигналов лазерной допплеровской флоуметрии, фотоплетизмографии и термометрии. Проведены предварительные исследования в подгруппах здоровых и больных с нарушениями микроциркуляции (сахарный диабет, хроническая артериальная недостаточность нижних конечностей). Предложен качественно новый способ измерения скорости прохождения пульсовой волны, основанный на измерении сдвига фаз сигналов ЭКГ и фотоплетизмографии с применением вейвлет-разложения исходных сигналов. Данный способ позволяет оценить влияние "быстрых" физиологических воздействий на скорость распространения пульсовых волн. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   Периферическое кровообращение (ряд крупных подводящих сосудов и система мелких сосудов, называемая микроциркуляторным звеном) обеспечивает питание тканей и играет важную роль в сердечно-сосудистой системе. При ряде заболеваний страдает микроциркуляторное звено периферического кровообращения, и востребованы методы анализа его состояния. В настоящий момент не существует общепринятой методики оценки функционального состояния микроциркуляции. В ИМСС УрО РАН совместно с Пермской государственной медицинской академией разработан способ оценки состояния микрососудистого русла на основе температурной реакции организма на холодовой прессорный тест с последующим вейвлет-анализом данных. Показано достоверное отличие изменения спектрального состава колебаний кожной температуры у здоровых и больных сахарным диабетом при холодовом воздействии.
   Помимо этого, изменениям при заболеваниях подвержены и крупные сосуды, что в свою очередь, сказывается и на системе микроциркуляции. Для оценки функционального состояния кровеносной системы распространены физиологические тесты, в том числе "быстрые". При проведении таких тестов изменения, происходящие за времена порядка нескольких секунд, свидетельствуют о состоянии кровообращения и его адаптационных возможностей. Для корректного описания таких реакций в ИМСС УрО РАН проведены работы по созданию программных алгоритмов для измерения динамических изменений скорости распространения пульсовых волн. Такие алгоритмы значительно расширяют возможности проводимых физиологических тестов.

   • Попов А.В., Подтаев С.Ю., Фрик П.Г., Ершова А.И., Жукова Е.А. Исследование низкоамплитудных колебаний кожной температуры при проведении непрямой холодовой пробы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция, 2011, № 1(37), С. 89-94.
   • Смирнова Е.Н., Подтаев С.Ю. , Мизева И.А., Жукова Е.А. Нарушение механизмов вазодилатации у больных сахарным диабетом 2 типа при проведении контралатеральной холодовой пробы// Регионарное кровообращение и микроциркуляция, 2011, (в печати)
   • Allen J., Mizeva I., Podtaev S. Quantification of cardiovascular responses with deep inspiratory gasp using wavelet analysis// Physiological measurments, 2011, (in press).
   
   Рук. к.ф.-м.н. Подтаев С.Ю., к.ф.-м.н. Мизева И.А., т.(342) 237-83-94

1. Обнаружен эффект взаимного проникновения и распространения вверх по течению несмешивающихся водных масс данных водотоков при слиянии двух рек с различной плотностью, находящихся в зоне гидравлического подпора расположенной ниже ГЭС. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   
   При проведении совместно с Горным институтом УрО РАН комплексных исследований, включающих в себя гидродинамическое моделирование в трехмерной постановке и детальный анализ гидрологического и гидрохимического режимов, обнаружен эффект взаимного проникновения и распространения вверх по течению несмешивающихся водных масс данных водотоков при слиянии двух рек с различной плотностью, находящихся в зоне гидравлического подпора расположенной ниже ГЭС.
   Данный эффект наблюдается в зимний период при слиянии рр. Чусовая и Сылва, находящихся в зоне подпора Камской ГЭС. Использование полученных знаний позволит существенно улучшить качество забираемой воды для водоснабжения г. Перми.
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 237-83-31

1. Разработан и изготовлен прибор для измерения полного импеданса, фазового угла сдвига тока и напряжения биологических растворов и тканей с широким диапазоном зондирующих частот (1-100кгц.) и токов (0.1-2ма.), оснащенный специализированным пакетом программ, позволяющим управлять процессом измерения, задавая необходимые диапазоны зондирующих частот, токов, времени регистрации, и фильтрующим принимаемые данные от помех, шумов и выпадающих точек. Это позволило расширить диапазон измерения импеданса до 10000ом с возможностью выделения медленно изменяющихся значений импеданса с частотой до 0.1гц. и амплитудой в диапазоне 0.1-1ом на фоне его статического значения во всем диапазоне измерений. Подробнее Скрыть подробности
   
   
   При измерении полного импеданса биологических растворов и тканей большое значение имеет измеряемый диапазон полного сопротивления активной и реактивной составляющих. Для растворов и тканей этот диапазон составляет от 10 ом до 50 ком для активной части и от 100 пикофарад до 1 микрофарады емкостной составляющей импеданса. Большое значение имеет диапазон частот зондирующих токов, лежащий в диапазоне от 1 герца до 500 мегагерц и величина тока, составляющая от нескольких микроампер до 10 миллиампер с формой сигнала либо синусоидальной, либо прямоугольной. Большое значение уделяется подавлению помех, наводимых компьютерным оборудованием, промышленной сетью, радио- и телефонным оборудованием. Разработанный и изготовленный прибор имеет выше приведенные характеристики благодаря применению микроэлектронных узлов, управляемых компьютером, позволяющих поддерживать заданные режимы измерения по частоте, величине тока и регистрации изменения выходных параметров (импеданса и фазового угла сдвига) во времени. Прибор позволяет реализовать измерение выходных параметров во времени при неизменных величинах зондирующей частоты и тока, а также производить экспресс анализ, фиксируя на отрезках времени различные частоты и токи зондирования. Указанное выше очень важно для выбора электрической модели поведения исследуемой среды на ее активную и реактивную составляющие. На прибор и метод измерения импеданса подана заявка на изобретение.
   
   Рук. д.т.н. Славнов Е.В., т.(342) 237-83-99

Details

Category: Наука

Published: 23 April 2015

Hits: 11062

1. В результате анализа аэро- гидроупругой устойчивости оболочек вращения, взаимодействующих с комбинированным потоком жидкости или газа, обнаружен ряд новых качественных закономерностей. Подробнее Скрыть подробности
   Для анализа динамического поведения упругих стационарных или вращающихся оболочек произвольной геометрии, взаимодействующих с внутренним потоком невязкой жидкости (газом), имеющим осевую и/или тангенциальную компоненту скорости, разработана математическая модель и численный алгоритм ее реализации. Для вращающейся оболочки принимается во внимание воздействие центробежных и Кориолисовых сил, учитывается влияние начального окружного усилия, вызванного центробежными силами. Движение вращающейся жидкости описывается в рамках потенциальной теории, волновое уравнение которой сводится к системе уравнений с помощью метода Бубнова-Галеркина. Для описания движения упругого тела используется вариационный принцип возможных перемещений, в который включается линеаризованное уравнение Бернулли, определяющее гидродинамическое давление, действующее со стороны жидкости на конструкцию. Решение задачи сводится к вычислению и анализу комплексных собственных значений связанной системы уравнений. Проверка достоверности и эффективности разработанного алгоритма осуществлена в результате сравнения полученных результатов с экспериментальными данными и известными численно-аналитическими решениями. Выполнен широкий круг численных экспериментов по оценке влияния на границу устойчивости разнообразных факторов, таких как граничные условия, задаваемые на торцах оболочки, геометрические размеры, уровень заполнения жидкостью внутреннего объема, физико-механические свойства материала оболочки и жидкости, совместное или отдельное вращение оболочки и жидкости внутри нее и т.д. В результате проведенных исследований обнаружен ряд новых качественных закономерностей.
   
   Рук. академик РАН В.П. Матвеенко, т.(342) 237-84-61
2. Получены определяющие соотношения сверхпластичности, отвечающие условиям делокализации деформации и локального скоростного разупрочнения. Подробнее Скрыть подробности
   Сформулированы феноменологические признаки сверхпластичности. Поставлена обратная задача нахождения скалярной материальной функции вязко-пластических определяющих соотношений в соответствии с этими признаками, сводящаяся к задаче групповой классификации уравнений равновесия по этой произвольной функции и выбору функций с локальной немонотонностью.
   Для ее решения уравнения равновесия и совместности деформации скорости с помощью нелокальной подстановки записаны в виде четырех квазилинейных уравнений в частных производных в терминах интенсивности тензора деформации скорости, угла между линией скольжения и декартовой координатой, гидростатического давления и вихря скорости, которые трансформированы в пфаффову систему. Условия полной интегрируемости позволили найти единственный вариант функции требуемого вида, в частных случаях соответствующий линейно вязкой жидкости и идеально пластическому твердому телу. Найденная функция имеет немонотонный вид и допускает переход от гиперболического к эллиптическому режиму с образованием линий разрыва в сплошном теле при определенном значении интенсивности деформации скорости. Данная функция может соответствовать феноменологии сверхпластичности, основанной на механизмах полиморфных превращений или динамической рекристаллизации.
   
   
   Рук. к.ф.м.н. Келлер И.Э. т.(342) 237-84-59
3. Впервые получены данные о магнитострикции 3D сферы и продемонстрировано их значительное отличие от того же эффекта в диске.
   Подробнее Скрыть подробности
   
   Работа посвящена механике магнито-эластомерных композитов. Предмет изучения - магнитострикция, то есть деформация свободного (ненагруженного) образца под действием однородного магнитного поля. В отсутствие поля зерна наполнителя - микропорошкового железа (их концентрация порядка 1010 cм-3) - не намагничены и потому не взаимодействуют. Приложенное поле индуцирует в частицах магнитные моменты и, тем самым, "включает" анизотропные дипольные силы, возрастающие с уменьшением межчастичных расстояний. Стремясь объединиться/оттолкнуться, частицы деформируют полимерную матрицу, чем создают в ней упругие контр-напряжения. Таким образом, равновесная форма магнито-эластомерного тела определяется минимумом энергии, учитывающей наличие связанных между собой мелкомасштабных распределений магнитных и упругих сил.
   Из-за дальнодействующего (степенного) характера этих сил решение задачи существенно зависит от геометрии образца и, в частности, от его размерности. Изучавшиеся прежде двумерные модели очень полезны для поиска качественных закономерностей, но непригодны для количественного объяснения экспериментов с реальными композитами.
   С целью создания адекватного теоретического "инструмента" начата разработка трехмерных моделей. Тестовый образец - упругая сфера, в которой размещены 200-400 магнитных частиц при объемной концентрации до 30%. На этой системе методом конечных элементов по оригинальному алгоритму выполнен расчет распределений магнитных и упругих сил и найдена "внешняя" деформация тела. Впервые получены данные о магнитострикции 3D сферы и продемонстрировано их значительное отличие от того же эффекта в диске.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Райхер Ю.Л., т.(342) 237-83-23
4. Установлены качественные различия развития разрушения в условиях многоцикловой и гигацикловой усталости для поли- и субмикрокристаллических материалов (титана), характеризующиеся смещением координаты очага разрушения с поверхности образца в объем материала; показано соответствие механизмов кинетики накопления дефектов при гигацикловых режимах нагружения и ползучести в области малых напряжений (или высоких температур) испытаний; предложено описание стадийности процесса разрушения и развития трещин в условиях гигацикловой усталости на основе развитых представлений о структурно-скейлинговых переходах в ансамблях дефектов. Подробнее Скрыть подробности
   Развиваемые представления о закономерностях разрушения как структурно-скейлинговых переходах в ансамблях дефектов, роли многомасштабных коллективных мод дефектов в механизмах локализации разрушения явились основой для реализуемой экспериментальной программы по исследованию кинетических закономерностей развития разрушения при гигацикловых режимах нагружения применительно к поли- и субмикрокристаллическим материалам (титана). Объяснены механизмы разрушения, сопровождающиеся смещением очагов зарождения усталостных трещин с поверхности образцов (типичные для многоцикловой усталости) в объем образца, характерные для гигацикловых режимов.
   Показано соответствие механизмов кинетики накопления дефектов при гигацикловых режимах нагружения и ползучести в области малых напряжений (или высоких температур) испытаний; предложено описание стадийности процесса разрушения и развития трещин в условиях гигацикловой усталости на основе развитых представлений о структурно-скейлинговых переходах в ансамблях дефектов. Данные результаты положены в основу методов оценки надежности перспективных материалов авиационного моторостроения, в том числе сплавов титана с субмикрокристаллической зеренной структурой.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Наймарк О.Б., т.(342) 237-84-89
5. Исследованы особенности строения перенапряженных областей наполненных и ненаполненных эластомеров, образующихся в местах поперечных надрезов предрастянутых материалов. Подробнее Скрыть подробности.
   Методами атомно-силовой микроскопии исследованы особенности строения перенапряженных областей наполненных и ненаполненных эластомеров, образующихся в местах поперечных надрезов предрастянутых материалов.
   На масштабе вплоть до отдельных агрегатов технического углерода показаны тяжи-фибриллы, возникающие в разрывах. Образование тяжей связано как с разрывами на поверхности перенапряженной матрицы, так и с вытяжкой полимера в зазорах между первоначально близкостоящими агрегатами.
   Установлено, что свойства тяжей (адгезия к АСМ-зонду, модуль упругости) отличаются от окружающей их матрицы. Такое изменение свойств связано как с ориентацией макромолекул, так и с их кристаллизацией (если речь идет о кристаллизующемся при деформации натуральном каучуке). Вероятно, данные тяжи сдерживают дальнейшее разрушение материала.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Свистков А.Л., т.(342) 237-83-98.
6. Получены решения, существенно уточняющие известные ранее расчеты возможных профилей жидкости около зонда атомно-силового микроскопа. Подробнее Скрыть подробности.
   Предложен новый метод моделирования действия поверхностных сил на границе как жидких, так и деформируемых сред, учитывающий главные кривизны поверхности и ее деформацию. Граница тела рассматривается как деформируемая пленка постоянной толщины. Показано, что при моделировании капиллярных явлений получается известное в теории жидкостей уравнение. Проведен анализ особенностей проявления капиллярных явлений около зонда атомно-силового микроскопа.
   Установлено, что вертикальный подъем жидкости на несколько нанометров по поверхности зонда вызывает искривление поверхности жидкости, заметное на расстоянии до одного миллиметра.
   Показано, что решения осесимметричной задачи допускают (при определенных значениях поверхностных энергий взаимодействующих сред) появление выпуклых капель жидкости размером в несколько нанометров. Жидкость в них находится под большим давлением, которое должно выталкивать зонд вверх. Установлено, что отвод зонда от жидкости сопровождается подъемом жидкости по поверхности зонда на наномасштабном уровне.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Свистков А.Л., т.(342) 237-83-98)

1. Впервые проведено экспериментальное и численное исследование формирования горизонтальных конвективных валов над неоднородно нагретой поверхностью, в замкнутой прямоугольной полости. Исследование проведено в широком интервале чисел Прандтля и Рэлея. Обнаружено, что структура вторичных течений определяется уровнем надкритичности в температурном пограничном слое и интенсивностью основного, адвективного течения. Показано наличие режимов с продольными валами, поперечными валами, а также смешанные режимы. Численные расчеты показали, что наличие вторичных структур существенно увеличивает теплообмен над нагретой областью. Подробнее Скрыть подробности.
   В работе осуществлено экспериментальное исследование и прямое численное моделирование течения в прямоугольной полости, в дно которой встроены два теплообменника, задающие резкий скачок температуры вблизи их границы раздела. В полости возникает адвективное течение, на фоне которого развиваются вторичные течения, которые могут иметь вид продольных или поперечных валов. Целью работы являлось изучение образования и развития вторичных конвективных течений, возникающих в пограничном слое, и их влияния на теплообмен в слое. Исследования выполнены для широкого диапазона чисел Прандтля (7 ? Pr ? 1020) и чисел Релея (300 ? Ra ? 2.8·107).
   Установлено, что продольные конвективные валы появляются на некотором расстоянии от границы раздела теплообменников, и высота пограничного слоя увеличивается по мере удаления от скачка температуры. Рост вертикального размера валов происходит в основном за счет растяжения их верхней части. С ростом перепада температуры размеры валов уменьшаются, но растет скорость вращения валов.
   Обнаружено, что в данной конфигурации задачи возможны режимы, как с поперечной, так и с продольной ориентацией вторичных конвективных валов. Показано, что как продольные, так и поперечные валы ведут к существенному увеличению теплопереноса. Все режимы, в которых наблюдаются продольные валы, находятся на фазовой диаграмме в плоскости Ra - Re над линией Re ? 2·10-4Ra0.7. Поперечные валы появляются только при условии одновременного наличия большого перепада температуры и слабого крупномасштабного течения (это возможно только при больших числах Прандтля). Полученные результаты важны для оценки влияния вторичных течений на процессы теплообмена в пограничных слоях. Sukhanovsky A., Frick P., Teimurasov A., Batalov V. Horizontal rolls in convective flow above a partially heated surface // Eur.Phys.J. B, 2012. V.85: 9.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Фрик П.Г, т.(342) 237-83-22
2. Впервые выполнены одновременные прямые измерения турбулентной вязкости и турбулентной диффузии магнитного поля в турбулентном потоке проводящей жидкости при умеренных значениях магнитного числа Рейнольдса. Измерения выполнены в нестационарном турбулентном потоке жидкого натрия в тороидальном канале. Показано, что поведение коэффициента турбулентной диффузии магнитного поля определяется значениями магнитного числа Рейнольдса Rm, определенного по среднеквадратичному значению турбулентных пульсаций скорости. При Rm1 турбулентная диффузия магнитного поля становится пропорциональной турбулентной вязкости.
   Подробнее Скрыть подробности.
   В лабораторных экспериментах выполнены измерения двух коэффициентов переноса в импульсных турбулентных потоках жидкого натрия: эффективного (турбулентного) коэффициента диффузии магнитного поля и коэффициента турбулентной вязкости. Первый вычислялся по измерениям интегральной электропроводности, а второй - по измерениям локальной скорости. Поток возбуждался в быстровращающемся тороидальном титановом канале путём его резкого торможения. Коэффициент кинематической вязкости определялся как отношение квадрата плотности энергии турбулентных пульсаций к скорости её диссипации. Для нахождения указанных величин были произведены измерения двух компонент вектора скорости потока жидкого натрия двухкоординатным кондукционным датчиком и измерения вариаций индуктивности катушки, намотанной на канал с натрием. Получены законы вырождения энергии среднего течения, энергии пульсаций, коэффициента анизотропии и турбулентной вязкости. Показано, что поведение эффективной диффузии существенно зависит от магнитного числа Рейнольдса Rm, определенного по амплитуде среднеквадратичных пульсаций скорости и радиусу сечения канала. При Rm< 1 коэффициент турбулентной диффузии растет пропорционально квадрату магнитного числа Рейнольдса, а при Rm >1 становится пропорциональным коэффициенту турбулентной вязкости. Noskov V., Denisov S., Stepanov R., Frick P. Turbulent viscosity and turbulent magnetic diffusivity in decaying spin-down flow of liquid sodium // Physical Review E, 2012. V.85. 016303.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Фрик П.Г, т.(342) 237-83-22
3. В терминах интегральных характеристик построена модель шнек прессового отжима на основе связанных задач неизотермического течения вязкой смеси и отжимом жидкой компоненты за пределы канала. С использованием экспериментально полученной существенно нелинейной зависимости коэффициента проницаемости экструдата рапса от массовой концентрации масла и уровня давления проведено моделирование отжима при различных значениях параметров процесса. Подробнее Скрыть подробности.
   Ограниченность мировых запасов органических топлив вызывает интерес к поиску других источников. Одним из заменителей может служить биотопливо, полученное из масличных культур, в частности, семян рапса. Наиболее современным способом получения масел является процесс с использованием шнек-пресса. Выбор конструктивных параметров шнек-пресса и технологических режимов отжима связан с адекватным описанием, как самого процесса, так и свойств перерабатываемого материала.
   Целью работы являлось построение математической модели шнек-прессового отжима масличных культур с учетом нелинейности реологических свойств и проницаемости материала, изменения массовой доли компонентов, отжима масла за пределы канала, неизотермичности процесса, существенно влияющих на технологичность и производительность процесса.
   Технология шнек прессового отжима широко используется при переработке масличных культур. При этом количество теоретических моделей этого процесса крайне невелико, ввиду чего выбор оптимальных режимов производиться исключительно исходя из опыта использования шнек прессового отжима и на основании экспериментальных данных.
   Практически полное отсутствие адекватных теоретических моделей во многом обусловлено сложностью задачи, естественным подходом при решении которой является рассмотрение процесса как течения двухкомпонентной вязкой деформируемой среды. Главные трудности при таком подходе состоят в необходимости определения взаимодействия между компонентами при их относительном движении и учете отвода одной компоненты из области течения смеси. Одно из решений указанных трудностей заключается в рассмотрении отжима как процесса фильтрации жидкой компоненты смеси сквозь пористую среду, подчиняющегося закону Дарси.
   Отжимаемый материал рассматривается как двухкомпонентная среда, представляющая смесь жидкости (масла) и деформируемой пористой основы, состоящей в основном из клетчатки. Отжим жидкой фазы изменяет структуру смеси и массовое соотношение между компонентами, и тем самым ее реологические и фильтрующие свойства. Так в диапазоне концентраций 0,45-0.23 коэффициент проницаемости изменяется на полтора-два десятичных порядка и зависит от уровня приложенного давления.
   Предложена модель шнек прессового отжима, в которой процесс рассматривается как совокупность течения в шнеке вязкой двухкомпонентной смеси и фильтрации жидкой компоненты сквозь массив смеси и отжимом ее через проникающую для жидкой фазы стенку.
   Получены результаты моделирования отжима рапса с использованием экспериментально полученных данных о коэффициенте проницаемости экструдата рапса и результатов вискозиметрии рапса при различных скоростях сдвига и массовых концентрациях масла.
   
   
   Рук. д.т.н. Славнов Е.В., т.(342) 237-83-99
4. При экспериментальном изучении неустойчивости концентрационно-капиллярных течений при наличии адсорбированных пленок нерастворимых поверхностно-активных веществ (ПАВ) обнаружен и исследован новый тип вторичных течений, возникающих в результате развития неустойчивости осесимметричного течения Марангони при формировании на свободной поверхности жидкости слоя нерастворимого поверхностно-активного вещества (ПАВ). Подробнее Скрыть подробности.
   Экспериментально исследованы устойчивость и структура концентрационно-капиллярного течения от локализованного источника в присутствии адсорбированного слоя нерастворимого ПАВ. Установлено, что основное аксиально-симметричное течение становится неустойчивым к азимутально-периодическому возмущению, что приводит к появлению поверхностного течения с многовихревой структурой.
   Исследована структура вторичного течения в зависимости от интенсивности основного течения и поверхностной плотности нерастворимого ПАВ. Показано, что азимутальное волновое число увеличивается с ростом числа Марангони и уменьшается при увеличении поверхностной плотности сурфактанта. Определено пороговое значение поверхностной плотности нерастворимого ПАВ, при котором течение Марангони не возникает.
   
   
   Рук. к.ф.м.н. Мизёв А.И., т.(342) 237-83-14)
5. Впервые выведены уравнения, описывающие магнитофорез многочастичных агрегатов в концентрированных магнитных жидкостях. Показано, что присутствие агрегатов усиливает пространственную неоднородность жидкости в градиентном магнитном поле на два порядка (по сравнению с эффектом сегрегации одиночных частиц). Это означает, что корректный расчет концентрационных полей в магнитной жидкости без учета агрегатов невозможен. Подробнее Скрыть подробности.
   Магнитофорез частиц (дрейф частиц в неоднородном магнитном поле) - основная причина пространственного расслоения магнитных жидкостей со временем и нежелательного изменения эксплуатационных параметров устройств, использующих магнитную жидкость в качестве рабочей. Уменьшение магнитофореза является ключевой задачей, решение которой позволит повысить стабильность работы таких устройств. До последнего времени решение задач о магнитофорезе ограничивалось рамками разбавленных растворов, в которых взаимодействием между частицами можно пренебречь. Такой подход не позволяет продвинуться в область высоких концентраций частиц, т. е. в область параметров, наиболее интересных с научной и прикладной точек зрения. В реальных устройствах используются концентрированные растворы, обладающие наибольшей намагниченностью. Существенным продвижением вперед явился вывод уравнения переноса частиц в магнитной жидкости, в котором были учтены основные типы взаимодействий: магнитодипольных, стерических и гидродинамических (Pshenichnikov A.F., Elfimova E.A., Ivanov A.O. // J. Chem. Phys. 2011. Vol. 134). Однако проблема учета агрегатов оставалась нерешенной. Сейчас нами выведена система уравнений, описывающих взаимодействующие потоки одиночных частиц и агрегатов, проведены тестовые эксперименты по магнитофорезу частиц в плоских слоях концентрированных магнитных жидкостей и продемонстрировано хорошее согласие между экспериментальными результатами и расчетными.
   Достаточно широкое распределение частиц по размерам, традиционно наблюдающееся в коммерческих магнитных жидкостях, здесь не учитывается. Сказать что-то определенное о величине этой погрешности пока невозможно. Однако для магнитных жидкостей, использовавшихся в данной работе, она достаточно мала, чтобы не приводить к заметному расхождению между расчетными и экспериментальными данными. По аналогии с нашими предыдущими работами учет стерических взаимодействий проведен нами в рамках приближения Карнагана-Старлинга для системы твердых сфер, а учет магнитодипольных взаимодействий - в рамках модифицированной модели эффективного поля. Обе эти аппроксимации хорошо согласуется с результатами лабораторных и численных экспериментов. Некоторые проблемы могут возникнуть только в области высоких концентраций частиц (более 40% по объему) и больших энергий диполь-дипольных взаимодействий. Лабораторные эксперименты проведены с тонкими горизонтальными слоями магнитной жидкости, обеспечивающими минимальный уровень размагничивающих полей, минимальное влияние силы тяжести и возможность использовать фотометрический метод для измерения локальной концентрации частиц. Исследовано три концентрированных образца магнитной жидкости и во всех случаях измеренный перепад концентрации в пределах ячейки на два порядка превышал перепад, рассчитанный без учета агрегатов. Это очень сильный эффект, который означает, что без учета агрегатов (если они присутствуют в магнитной жидкости) корректный расчет концентрационных профилей невозможен.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Пшеничников А.Ф., т.(342) 237-83-25).
6. Получена оценка влияния малой неконцентричности на малые свободные капиллярные колебания сферической капли, окруженной неконцентрическим сферическим слоем другой жидкости. Поправка к собственным частотам, вызванная неконцентричностью системы, имеет, в общем случае, второй порядок малости по величине неконцентричности. Подробнее Скрыть подробности.
   Спектр колебаний составной капли, состоящей из двух несмешивающихся жидкостей (одна образует центральное жидкое ядро и окружена слоем другой жидкости), похож на спектр колебаний двух связанных гармонических осцилляторов. Из анализа частот можно определить поверхностное натяжение внешней жидкости и натяжение на границе раздела двух жидкостей. В более ранних работах всегда предполагалось, что внутреннее ядро и внешняя оболочка расположены концентрично. Это не всегда так, и в данной работе мы обходим это ограничение, и исследуем влияние неконцентричности системы на спектр колебаний.
   Как можно было ожидать, в отличие от главной части собственной частоты, поправка зависит от абсолютного значения азимутального числа главной моды собственного решения. При некоторых параметрах системы возможно вырождение главной части собственной частоты по двум соседним меридиональным числам главной моды собственного решения.
   Вблизи точки вырождения главной части собственной частоты по двум соседним меридиональным числам главной моды собственного решения, неконцентричность приводит к тому, что при каждом абсолютном значении азимутального числа существуют два различных значения поправки к собственной частоте. Каждому из двух значений поправки соответствует свое собственное решение. Главные части этих решений состоят из двух мод с соседними меридиональными числами, по которым происходит вырождение.
   Показано, что, в пределе слабой динамической связи поверхностей раздела сред, неконцентричность системы не влияет на собственные частоты ее свободных колебаний
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 237-83-31)
7. Впервые обнаружено, что при конечных значениях капиллярного параметра движение линии контакта сред приводит к затуханию свободных колебаний. Влияние диссипации приводит к ограничению максимальной амплитуды колебаний в резонансе, а также к сдвигу резонансной частоты. Подробнее Скрыть подробности.
   Рассмотрены собственные и вынужденные колебания деформированной капли невязкой жидкости, окруженной другой жидкостью и ограниченной в осевом направлении твердыми плоскостями. В равновесии капля представляет собой фигуру вращения и имеет большое отношение радиуса к высоте. Равновесный краевой угол между боковой поверхностью капли и твердой поверхностью отличен от прямого. Движение контактной линии учитывается с помощью эффективного граничного условия: скорость движения контактной линии пропорциональна углу отклонения. Найдено, что существуют три характерных масштаба частот собственных колебаний. Высокие частоты не зависят от азимутального числа и для прямого равновесного краевого угла соответствуют частотам капиллярных волн на поверхности жидкости. Низкие частоты не зависят от волнового числа и при больших значениях капиллярного параметра совпадают с основными частотами собственных колебаний цилиндрической капли. Промежуточный характерный масштаб частот соответствует основной частоте трансляционной моды собственных колебаний.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 237-83-31).
8. Найден новый механизм генерации среднего течения около искривленной свободной поверхности, связанный исключительно со средней кривизной поверхности и нечувствительный к пульсационным деформациям. Подробнее Скрыть подробности.
   Исследование вибрационного воздействия на поведение неоднородных гидродинамических систем представляет фундаментальный интерес благодаря разнообразию наблюдаемых эффектов. Одним из таковых является возникновение осредненных течений, мало меняющихся за период вибраций. Так, в динамическом пограничном слое около твердой стенки, обтекаемой неоднородным пульсирующим потоком, происходит генерация средней завихренности. При этом на внешней границе пограничного слоя средняя касательная скорость отлична от нуля и ее значение может быть использовано в качестве граничного условия при нахождении среднего течения в основной области движения.
   Для плоской поверхности раздела двух жидкостей кроме аналогичного механизма генерации существует еще и механизм Дора, определяющий эффективные касательные напряжения. Для случая свободной плоской поверхности оба указанных механизма не работают, и лишь при наличии деформаций поверхности появляется еще один механизм - механизм генерации Лонге-Хиггинса, заключающийся в том, что средние течения формируются бегущими по свободной поверхности волнами.
   Найден новый механизм генерации, связанный исключительно со средней кривизной поверхности, нечувствительный к пульсационным деформациям. Для этой цели рассматривался пузырек газа, взвешенный в заполняющей все пространство жидкости. Исследуемая система находилась под действием гармонических вибраций малой амплитуды. Вязкость и плотность газа в пузырьке предполагались исчезающе малыми, что позволяет пренебречь движением газа. Предполагалось, что окружающая жидкость и газ в пузырьке несжимаемы. Во втором порядке разложения вокруг пузырька возникает стационарное течение, причем пульсационные деформации поверхности не влияют на генерацию этого течения.
   Таким образом, среднее течение возможно и тогда, когда поверхность недеформируемая. Среднее течение генерируется в вязком пограничном слое около пузырька и распространяется за его пределы. Оно имеет вид двух симметричных тороидальных вихрей. В пределе высокочастотных вибраций получены формулы, задающие величину вязких напряжений на внешней границе пограничного слоя. Эффективные напряжения пропорциональны квадрату кривизны поверхности и кубу толщины пограничного слоя Стокса. В отличие от генерации около твердой поверхности вязкость существенно входит в результат: при вязкости, стремящейся к нулю, исчезает и генерация.
   Таким образом, генерация среднего течения возможна не только около твердой поверхности, но и около свободной недеформируемой поверхности.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 237-83-31).
9. Исследована линейная устойчивость двухслойной системы, моделирующей месторождения природных гидратов в условиях арктической вечной мерзлоты. Найдено, что система устойчива лишь в ограниченном диапазоне параметров. Обнаружено, что неустойчивости способствуют высокая проницаемость отложений, большая толщина слоев лед-газ и гидрат-газ и большой геотермальный градиент. Значения параметров, при которых наблюдается неустойчивость, являются геологически возможными. Следовательно, месторождения природных гидратов в условиях арктической вечной мерзлоты, могут существовать только в зонах с относительно низкой проницаемостью, в виде сравнительно тонких слоев (с общей толщиной в несколько сотен метров).
   Подробнее Скрыть подробности.
   Исследована линейная устойчивость двухслойной системы, моделирующей месторождения природных гидратов в условиях арктической вечной мерзлоты. Газовые гидраты представляют собой минералы, состоящие из молекул газа, заключенных в ячейки из молекул воды. Это так называемые соединения включения: молекулы воды связываются между собой водородными связями и формируют каркасы с обширными полостями внутри. Между молекулами газа и воды химических связей не образуется, они удерживаются только слабыми межмолекулярными ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями. Газовые гидраты содержат в себе большие запасы метана и рассматриваются как перспективный источник ископаемого топлива. Однако разработка месторождений газовых гидратов может привести к негативным последствиям, поскольку попутное выделение метана в атмосферу приведет к усилению парникового эффекта. Поэтому важно исследовать условия устойчивости слоев гидратов.
   Рассматриваемая система состоит из двух однородных слоев в пористой матрице: зоны устойчивости гидрата, в которой сосуществуют гидрат и метан, и расположенного ниже слоя, который содержит лед и метан. Предполагается, что температура во всей системе ниже точки плавления льда.
   Найдено, что система устойчива лишь в ограниченном диапазоне параметров. В частности, обнаружено, что неустойчивости способствуют высокая проницаемость отложений, большая толщина слоев лед-газ и гидрат-газ и большой геотермальный градиент. Значения параметров, при которых наблюдается неустойчивость, являются геологически возможными.
   Следовательно, месторождения природных гидратов в условиях арктической вечной мерзлоты, могут существовать только в зонах с относительно низкой проницаемостью, в виде сравнительно тонких слоев (с общей толщиной в несколько сотен метров).
   Таким образом, проведенный анализ не подтверждает гипотезу о том, что неустойчивость зон устойчивого гидрата, индуцированная повышением температуры из-за глобального потепления, может привести к самоподдерживаемуся ускоряющемуся плавлению гидратов. Увеличение локальной температуры в существующих зонах устойчивого гидрата, приведет к таянию гидратов на нижней и возможно верхней границах. Это вызовет уменьшение толщины слоя гидрата и, таким образом, сделает систему более устойчивой. Кроме того, глобальное потепление может привести к некоторому снижению геотермального градиента, и, таким образом, к дальнейшей стабилизации системы.
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Любимова Т.П., т.(342) 237-83-31)

Важнейшие результаты прикладных исследований

3.6. Механика твердого тела, физика и механика деформирования и разрушения, механика композиционных и наноматериалов, трибология

1. Создана экспериментальная установка, позволяющая исследование деформационных свойств жаропрочных сплавов в условиях динамического деформирования; разработаны методики верификации моделей динамического деформирования титановых сплавов, в том числе с субмикрозеренной структурой. Подробнее Скрыть подробности.
   Создана экспериментальная установка, позволяющая исследование динамического деформирования и разрушения жаропрочных сплавов при повышенных температурах (до 800 С), что представляет интерес применительно к оценке прочностных свойств и верификации моделей, применительно к оценке ресурса перспективных жаропрочных сплавов, применяемых в газотурбинных двигателях авиационного назначения.
   Проведен цикл исследований поведения жаропрочных титановых сплавов, используемых в изделиях ОАО "Сатурн", развиты подходы по верификации определяющих соотношений, которые могут быть использованы в коммерческих вычислительных пакетах.
   
   
   
   Рук. д.ф.м.н. Наймарк О.Б., т.(342) 237-83-12)

3.5. Общая механика, динамика космических тел, транспортных средств и управляемых аппаратов; биомеханика; механика жидкости, газа и плазмы, неидеальных и многофазных сред; механика горения, детонации и взрыва

1. Разработан и изготовлен датчик для измерения взаимных перемещений различных объектов, в том числе отдельных участков деформируемых тел. Датчик характеризуется высокой чувствительностью, помехозащищенностью, термостабильностью и большой базой относительных перемещений. Группа датчиков может быть объединена в измерительную систему, подключенную к компьютеру со скоростью опроса датчиков может достигать 300 измерений в секунду. Подробнее Скрыть подробности.
   При измерении взаимных перемещений различных объектов и отдельных участков деформируемого тела большое значение имеет диапазон измерений. Разработанный датчик имеет: диапазон измерямых перемещений - 100 мм; чувствительность - 0.37 вольт/мм; частота возбуждения - 3 кГц. При изменении окружающей температуры от +25°С до -15°С погрешность измерения составляет 5%. Высокая помехозащищенность достигается низким выходным сопротивление датчика и наличием интегрирующих цепочек. Работа датчика основана на методе импульсного возбуждения катушки индуктивности и измерения ЭДС индукции. Для улучшения метрологических характеристик датчик снабжен генератором стабильного тока возбуждения.
   
   Датчик защищен патентом на изобретение - положительное решение от 07.08.12 г. по заявке №2011130094.
   
   
   Рук. д.т.н. Славнов Е.В., т.(342) 237-83-99
2. Предложен новый неинвазивный метод оценки состояния сурфактантной системы легких, основанный на сборе нативного материала путем барботации выдыхаемого воздуха. Показано, что собираемого даже за один выдох сурфактанта достаточно для проведения дальнейших исследований методами динамической тензиометрии. Результаты сравнительных измерений, выполненных в клинических условиях, позволяют рассматривать предлагаемый метод как перспективное направление в ранней диагностике заболеваний легких.
   Подробнее Скрыть подробности.
   Разработан новый неинвазивный метод сбора легочного сурфактанта путем барботации выдыхаемого воздуха, позволяющий многократно повысить эффективность процесса по сравнению с методами, существующими в настоящее время.
   Предлагаемый метод более прост в реализации, отличается меньшим временем сбора необходимого материала и более комфортной процедурой для пациента. Показано, что собираемого даже за один выдох сурфактанта достаточно для проведения дальнейших исследований методами динамической тензиометрии.
   Разработан и создан измерительный комплекс, включающий специализированный лоток для сбора и барьерную систему Ленгмюра-Блоджет, для исследований поверхностных свойств нативного материала.
   Сравнительные измерения, проведенные в клинических условиях на репрезентативных группах здоровых и пациентов "Краевого противотуберкулезного клинического диспансера № 1" (г. Пермь), продемонстрировали достоверное различие в измеряемых параметрах, что позволяет рассматривать предложенный метод как перспективное направление в ранней диагностике заболеваний легочной системы и в мониторинге лечебного процесса.
   Подана заявка на изобретение "Способ оценки состояния легочного сурфактанта" (авторы: Мизев А.И., Трофименко А.И., Пеленева И.М.) № 2012127593 от 02.07.2012).
   
   
   Рук. к.ф.м.н. Мизёв А.И.,т.(342) 237-83-14)