План научно-исследовательских работ НИИ механики МГУ на 2004 год

1. Гидродинамика высокоскоростных и нестационарных процессов.

• Исследование влияния распределения масс на изменение кинематических параметров тел при входе в воду. Юстировка оптической части измерения и отработка методики оцифровки опытных данных. Монтаж пневмопушки и проведение пробных экспериментов.
• Исследование влияния чисел Рейнольдса и Вебера на коэффициент уноса газа из плоской вентилируемой каверны с отрицательным числом кавитации. Создание установки с кольцевой струей. Двумерный эксперимент по релей-тейлоровской неустойчивости системы вода-керосин.
• Окончание монтажа нового волнопродуктора на гидроканале института. Экспериментальная проверка работоспособности новой схемы волнодвижителя.

• Создание программы и перечня необходимого электронного оборудования для автоматизированной обработки данных серийных испытаний моделей в гидродинамической трубе (с учетом влияния стенок трубы).

2. Устойчивость гидродинамических течений и турбулентность.

• Турбулентность в открытых течениях.
• Турбулентность в замкнутых течениях.
• Колебания, неустойчивость и свечение кавитационных пузырьков.

3. Механика сред, взаимодействующих с электрическими и магнитными полями.

• Экспериментальное исследование поведения сильноточной дуги в потоке воздуха.
• Исследование течений в каналах и пограничных слоях при вдуве и отсосе через проницаемую поверхность инородных газов.
• Исследование задач газовой динамики и магнитной газовой динамики для описания солнечного и звездного ветра в случае источника в гравитационном поле центрального притягивающего тела.

• Исследование процесса тепломассопереноса в магнитных жидкостях.
• Исследование движения и устойчивости течений магнитных жидкостей в магнитных полях.
• Исследование поверхностных явлений в магнитных жидкостях в области трехфазного контакта газ-жидкость-твердое тело.
• Получение и исследование свойств магнитоуправляемых лекарственных препаратов.
• Исследование влияния силы Бассе на величину смещения непроводящей частицы, взвешенной в жидком металле, под действием импульса электрического тока.
• Исследование распространения волнмалой амплитуды в структурирующихся анизотропных средах, взаимодействующих с электромагнитным полем.

• Исследование тока электризации при течениях диэлектрических жидкостей и слабоионизованных газовых смесей в плоских каналах и трубах.
• Исследование нестационарного образования поверхностного заряда на границе раздела слабопроводящих сред с разными проводимостями и диэлектрическими проницаемостями.
• Исследование течений суспензий с эллипсоидальными поляризующимися частицами в плоском канале в сильном поперечном электрическом поле.
• Исследование неустановившихся течений в ЭГД-насосах инжекционного и индукционного типа.
• Исследование течений в магнитных эмульсиях, вызванных действием приложенного электрического поля.

4. Движение сплошных сред с физико-химическими превращениями.

• Теоретическое и экспериментальное исследование абсорбционных характеристик газов (кислород, азот) в ультрафиолетовой и вакуумной ультрафиолетовой областях спектра при температурах выше 4000 К.
• Теоретическое и экспериментальное исследование колебательной релаксации двухатомных молекул при высоких температурах как при столкновениях с различными партнёрами среды, так и в условиях термически неравновесной диссоциации.
• Экспериментальное и теоретическое исследование процессов развития детонации в канале ударной трубы в кислородно-водородных смесях и управления этим процессом с помощью малых добавок углеводородов.
• Моделирование физико-химических процессов в ударной трубе с учетом реальных свойств газов.
• Создание ударной трубы высокой чистоты для проведения прецизионных кинетических исследований.
• Создание портала "Физико-химическая кинетика в газовой динамике". Сопровождение электронного журнала "Физико-химическая кинетика в газовой динамике" в рамках указанного портала.
• Дальнейшая разработка научной информационной системы по физико-химической газодинамике. Отработка методов представления знаний в ИНТЕРНЕТ методами XML технологий.
• Кинетический анализ поведения вредных веществ в продуктах сгорания органических топлив.
• Исследование диссоциации молекул кислорода при столкновении с атомами Ar и O методом классических траекторий.

• Расчет траекторий фрагментов дробящихся метеорных тел с применением новой модели дробления.
• Расчет кратерных и метеорных полей с использованием опытных данных о параметрах кратеров.

• Методами строгой кинетической теории газов и методами термодинамики необратимых процессов получить уравнения и коэффициенты переноса для многокомпонентных молекулярных смесей газов с релаксацией внутренних степеней свободы в форме "силы через потоки".
• Газодинамический вывод основных уравнений физической теории метеоров. В частности получить явное выражение для эффективной энтальпии уноса массы.
• Определение каталитических свойств конкретных поверхностей теплозащитных панелей космических аппаратов при полете в атмосферах Земли и Марса.
• Численное исследование течений в разрядном ВЧ плазмотроне в рамках термически и химически неравновесных моделей. Оценка их применимости.
• Исследование влияния вязкости на сверхзвуковое обтекание тел двухфазным потоком.
• Исследовать гиперзвуковое течение вязкого разреженного газа около затупленного тела при переходном режиме течения от континуального к свободно-молекулярному.

• Исследование особенностей газодинамических схем взаимодействия системы инертных или реагирующих струй со сверхзвуковым потоком.
• Отрывные течения с тепломассоподводом и их влияние на аэродинамическое сопротивление.
• Аэрогазодинамика оптимальных пространст-венных тел и крыльев.
• Экспериментальное исследование температурных полей и газодинамики на вихреобразующих поверхностях с использованием инфракрасной техники при до- и сверхзвуковом обтекании.
• Исследование теплообмена в сверхзвуковых потоках газовых смесей.
• Исследование асимптотической структуры отрывного течения около плохообтекаемых тел.
• Исследование отрывного обтекания затупленного тела с учетом подвода тепла в донную область.

• Теоретическое и экспериментальное исследование работы пульсирующего детонационного двигателя (ПДД).
• Распространение и инициирование взрывных и детонационных волн в неоднородных средах с учетом реальной кинетики горения.
• Численное исследование воспламенения сверхзвуковых потоков водородо-воздушной и пропано-воздушной смесей при импульсном подводе тепла за уступами и в кавернах.
• Продолжение работы по исследованию воспламенения горючих смесей и описанию кинетики физико - химических процессов в многотемпературном газе.
• Продолжение работ по тематике исследования нижних концентрационных пределов воспламенения в горючих смесях.
• Распространение ударных волн в средах с электрическим разрядом.

• Сверхзвуковое обтекание заостренных и затупленных тел при наличии в потоке мощных источников энерговыделения.
• Численное исследование структуры течения и радиационно-конвективного теплообмена в донной области космических аппаратов при спуске в атмосферах Земли и Марса.
• Численное исследование воспламенения горючих смесей с помощью газовых разрядов.
• Сверхзвуковое обтекание областей энерговыделения различной формы в каналах и при наличии процессов горения.
• Исследование обтекания околозвуковым потоком тонкого тела при наличии энерговыделения.
• Численное исследование течений в осесимметричном сверхзвуковом пограничном слое с тепловым источником.
• Исследование обтекания тонких пирамидальных тел сверхзвуковым потоком.

• Выбор новой эффективной схемы экспериментальных исследований зарядов ВВ, образующих кольцевую кумулятивную струю.
• Анализ теоретических и экспериментальных данных, полученных в 2003 г.
• Проведение расчетов проникания кольцевых кумулятивных струй в преграды из льда на основе анализа результатов экспериментов.
• Получение расчетной зависимости проникания в преграды из льда кольцевых кумулятивных струй.

• Анализ состояния вопроса и литературных данных.
• Разработка схем экспериментальных исследований в лабораторной взрывной камере.
• Проведение теоретических и экспериментальных исследований.

5. Газовая динамика и теплообмен.

• Исследование формы тела оптимального по тепловому нагреву и волновому сопротивлению.
• Исследование влияния глубины полости заднего тела на сопротивление двух тел при трансзвуковом обтекании.

• Продолжение исследований аэродинамических характеристик затупленных тел малого удлинения, предназначенных для входа в атмосферу Марса.
• Исследование воздействия плазменного разряда на течение в пограничном слое.

• Анализ влияния нестационарных вихревых процессов на аэродинамические силы и моменты при отрывном обтекании подвижных тел и проницаемых экранов; исследование обтекания профиля, совершающего поперечные колебания; численное и физическое моделирование автоколебаний и авторотации маятников, флюгеров, вертушек.
• Исследование методов активного аэродинамического управления течениями около тел с вихревыми ячейками.
• Расчет турбулентного смешения нагретых газов в вертикальных трубах с учетом начальной закрутки на входе.
• Разработка виртуального стенда для численного моделирования газодинамических процессов при до- и сверхзвуковом обтекании тел в аэродинамических трубах. Обоснование некоторых экспериментальных методик внесения поправок на влияние элементов крепления моделей в физическом эксперименте.
• Проведение методических численных исследований распространения и отражения нестационарных гидравлических прыжков, изучаемых на экспериментальной установке ГАУТ.

6. Механика природных процессов.

• Продолжение исследований тайфунов, крупномасштабных вихревых структур в океане, т.н. рингов, других атмосферных и океанических течений, гляциологических и склоновых процессов.

• Построение математической модели для определения критерия фрагментации магмы на основе данных лабораторных экспериментов в ударной трубе.
• Исследование течения магмы в дайке эллиптического сечения с учетом упругости окружающих пород.
• Исследование влияния зависимости вязкости магмы от концентрации растворенного газа в двумерной, неизотермической модели.
• Учет неизотермичности растекания магмы по коническим поверхностям.
• Определение зависимости расхода от давления на экспериментальной установке "Вулкан".

7. Биомеханика.

• Провести математическое моделирование структурных изменений в миозиновых молекулах при генерации ими активного механического напряжения и сопоставить результаты моделирование дифракционных рентгенограмм с экспериментальными данными, полученными в 2002-2003 гг.
• Построение модели глазного яблока, позволяющей анализировать различные методы измерения внутриглазного давления.
• Построение математической модели, описывающей в первом приближении процесс продуцирования водянистой влаги цилиарным телом глаза.
• Исследование истечения жидкости из катетера ограниченной длины.
• Численные расчеты радиального транспорта в корне растения и сопоставление моделей разной степени подробности. Общий биомеханический анализ транспортно-ростовых процессов в корне.
• Завершение исследования модели следования транспорта за лидером при нечетких правилах поведения. Качественное и численное исследование построенной модели с целью выяснения роли типа расписания и правил, устанавливаемых для посадки и высадки пассажиров.

• Модельные исследования гемодинамики: исследование влияния полимерных добавок на ламинарное течение крови в ветвящихся трубках.
• Исследование молекулярной механики мышц: математическое моделирование дифракционных рентгенограмм сокращающейся мышцы.

8. Проблемы динамических воздействий на сплошные среды и конструкции.

• Исследование процесса взаимодействия упругих волн в оболочке конечной длины.

• Численно-экспериментальное изучение многокомпонентных упругопластических динамических процессов в металлах.

• Испытания экспериментальной установки для исследования флаттера.
• Определение весовых и снеговых нагрузок на покрытие конькобежного центра.
• Исследования динамики термобара в больших водоемах.

9. Динамика, прочность и устойчивость тонкостенных конструкций.

• Изучение проблемы внешних нагрузок на головные обтекатели перспективных ракетно-космических конструкций.
• Исследование прочности головных обтекателей перспективных ракетно-космических конструкций.
• Завершение исследований по проблеме колебаний тонкостенных оболочек с наполнителями.

• Закончить рукопись монографии "Сферические оболочки в инженерных приложениях"
• Исследование влияния начальных неправильностей на критические нагрузки тонкостенных пологих оболочек.

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

• Разработка вероятностной модели описания влияния окружающей среды на ползучесть и длительную прочность металлов.
• Исследование ползучести и длительной прочности конструкционных сталей.
• Экспериментально-теоретический анализ поврежденности металлов при ползучести.
• Изучение структуры и свойств материалов при лазерных воздействиях.

• Проведение экспериментального исследования релаксационных свойств наполненных эластомеров в условиях воздействия агрессивных сред в широком диапазоне температур.
• Отработка методики экспериментального исследования кессонного разрушения полимерных материалов при резком изменении гидростатического давления среды.
• 10.2.3 Развитие структурно-феноменологических моделей деформирования высокопрочных слоистоволокнистых композитов с микроповреждениями.

• Разработка и анализ эффективных определяющих соотношений с учетом объемной релаксации и дилатансии при пластических деформациях.
• Приближенное построение обратных соотношений с учетом пластических деформаций.
• Анализ экспериментов.
• Построение модели реологических процессов при переменных температурах с помощью построенной модели.

• Построение определяющих соотношений вязкопластических сред на основе структурно-механических моделей.
• Описание сложного циклического нагружения упругопластического материала - численные эксперименты с использованием нескольких вариантов теории течения.
• Формулировка и исследование нового варианта постановки краевой задачи Штурма-Лиувилля для определения собственных чисел и функций для обобщенных бесселевых уравнений высокого порядка.
• Применение теории функций комплексной переменной для аналитического решения задач теории упругости (продолжение).
• Развитие методик использования моделей неупругих сред в современных пакетах компьютерного моделирования (продолжение).
• Исследование взаимодействия системы отверстий и трещин в композитных пластинах поляризационно-оптическим методом.
• Проведение экспериментов на кручение образцов из титанового сплава в режиме сверхпластичности в широком диапазоне скоростей деформаций.
• Количественный анализ параметров микроструктуры двухфазного титанового сплава; развитие методов статистической обработки результатов измерения параметров микроструктуры.

• Окончание наладки стенда для лабораторных исследований воздействия высоких температур на образец из твердого сплава.
• Исследование воздействия электронов высоких энергий от радиоизотопных источников Sr⁹⁰+Y⁹⁰ на образцы твердых сплавов.
• Исследование воздействия электронов высоких энергий, полученных на ускорителе электронов, на образцы твердых сплавов.
• Проведение постановочных экспериментов на стенде для лабораторных исследований высоких температур на образцы из твердого сплава.

11. Механика многокомпонентных и многофазных сплошных сред.

• Исследование процессов кумуляции дисперсной фазы в высокоскоростных двухфазных потоках.
• Исследование вынужденной фильтрации в среде с неоднородной порозностью.

12. Проблемы управления движением мобильных роботов.

• Исследование динамики и построение алгоритмов управления новыми типами транспортных средств, включая автономные одноколесные роботы.
• Построение законов стабилизации неустойчивых положений равновесия многозвенными маятниковыми системами.
• Исследование математических моделей автономных инклинометрических комплексов.
• Совершенствование системы управления для колесного мобильного робота, оснащенного телевизионным датчиком с круговым обзором и телевизионным датчик полосы.
• Разработка законов управления многозвенными ползающими роботами.

• Математическое моделирование и конструирование двухколесного велосипеда с маховичной системой стабилизации; синтез управления им.
• Исследование динамики и построение алгоритмов управления новыми типами транспортных средств, включая автономные одноколесные роботы.
• Построение законов стабилизации неустойчивых положений равновесия многозвенных маятниковых систем.

• Разработка системы обработки видеоинформации для навигационных задач.
• Разработка комплекса для реабилитации больных с нарушениями опорно-двигательного аппарата с помощью элетро-миостимуляции.
• Разработка системы технического зрения для моноцикла.

13. Динамика твердого тела, движущегося в сплошной среде.

• Разработка фрагмента "виртуального полигона".
• Исследование устойчивости вращения вертушки в потоке среды.

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

• Разработка методов анализа и синтеза линейных нестационарных систем.
• Построение новых механических моделей колесных экипажей и исследование вопросов их устойчивости и стабилизации.
• Исследование бифуркаций в задачах динамики мобильных роботов.

• Оптимизация упругих балок по критериям параметрического резонанса. Разработка метода оптимизации. Определение оптимальных балок при различных граничных условиях. Эксперимент с оптимальной шарнирно опертой балкой под действием периодической нагрузки.
• Анализ неклассических ударных волн в задаче Римана для систем из трех и более уравнений. Разработка методов определения вязких профилей и параметров ударных волн. Анализ структурной устойчивости неклассических ударных волн в решении задачи Римана.
• Изучение влияния малых сил, зависящих от обобщенных скоростей, на устойчивость неконсервативных систем. Аналитическое описание парадокса дестабилизации. Вывод формулы, аппроксимирующей скачок критической нагрузки, при добавлении этих сил к циркуляционной системе. Исследование изменений в механизме статической потери устойчивости при воздействии на циркуляционную систему малых сил, зависящих от обобщенных скоростей.
• Распространение теории влияния малых сил, зависящих от скорости, на случай распределенных систем.
• Исследование устойчивости в нелинейных колебательных задачах.

• Разработка математической модели вестибуло-глазо-двигательного рефлекса.

15. Телекоммуникационные и информационно-вычислительные технологии в механике.

• Исследования, разработка и реализация архитектурных, технологических решений и инструментальных средств высокопроизводительных информационно-вычислительных систем для решения задач механики.
• Исследования алгоритмов и моделей эффективного отображения практически значимых задач механики на аппаратно-программные платформы многопроцессорных вычислительных комплексов.
• Разработка информационно-экспертной системы для исследований структурно-механических свойств материалов, реализация отдельных компонент.
• Разработка прототипов основных компонентов управляющего ядра интегрированной системы распределенных информационных ресурсов.
• Разработка прикладных методик статистического анализа экспериментальных данных.