механика жидкости газа и плазмы, теплофизика и молекулярная

МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ ГАЗА И ПЛАЗМЫ, ТЕПЛОФИЗИКА И
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
Руководители научно-педагогического коллектива
Васенин Игорь Михайлович, д.физ.-мат. н., доцент.
Максимов Юрий Михайлович, д.физ.-мат.н., профессор, академик МАН ЭБ.
Факультет, кафедра (лаборатория)
Физико-технический факультет, кафедра математической физики, кафедра
прикладной аэромеханики.
Направления научных исследований научно-педагогического коллектива
По рубрикатору ГРНТИ
30.17.31 – Пограничный слой.
30.51 – Комплексные и специальные разделы механики.
По рубрикатору ВАК
01.02.05 – Механика жидкости газа и плазмы.
01.04.17 – Химическая физика, в т.ч. физика горения и взрыва.
Направления подготовки инженеров, бакалавров и магистров
010800 – Физика кинетических явлений.
553100 – Техническая физика.
Состав коллектива
Всего – 46, в том числе:
академиков и членов-корреспондентов РАН – 1,
академиков и членов-корреспондентов других государственных академий – 1,
заслуженных деятелей науки и лауреатов государственных премий – 1,
докторов наук – 14,
кандидатов наук – 19.
Ведущие представители коллектива
Глазунов Анатолий Алексеевич, д.физ.-мат.н., профессор.
Бутов Владимир Григорьевич, д.физ.-мат.н., профессор.
Буркина Роза Семеновна, д.физ.-мат.н., профессор.
Шрагер Эрнст Рафаилович, д.физ.-мат.н., профессор.
Шрагер Геннадий Рафаилович, д.физ.-мат.н., профессор.
Основные научные результаты, полученные коллективом в течение последних пяти лет
Обнаружено явление возникновения разности потенциалов в волне горения
между исходными веществами и конденсированными продуктами горения.
Реализован
самораспространяющийся
высокотемпературный
синтез
в
слабоэкзотермических системах FeCr-N, Fe-Nb-N, Cr-N при принудительной
вентиляции азота. Обнаружен эффект сверхадиабатического разогрева при
азотировании в спутном потоке газа. Исследовано и доказано влияние магнитных полей
на структуру и фазовые превращения материалов в процессе самораспространяющегося
высокотемпературного синтеза. Изучены условия и режимы формирования в СВС процессе пористых фильтров, нашедших широкое применение на станциях очистки
питьевой воды. В режиме СВС созданы новые пористые материалы для фильтрации
концентрированных растворов щелочей.
Разработаны основы локально-равновесной термодинамики физико-химических
превращений в деформируемых средах. Создана теория химических превращений в
твердых средах с учетом деформации и разрушения. В рамках термодинамики
необратимых процессов выявлены механизмы, которые приводят к протеканию
различных режимов твердофазных физико-химических превращений. Предложены
модели сред, учитывающие влияние этих механизмов.
Обнаружен эффект подавления фазового перехода и анизотропии изменения
линейных размеров при спекании сплава с памятью формы на основе никелида титана.
В приложении к решению проблемы пожаров и взрывов в угольных шахтах
разработана теория теплового взрыва в пористых средах при наличии диффузии через
среду газообразного реагента. Решена задача зажигания пористого слоя лучистым
потоком тепла, определены критические условия зажигания, исследованы режимы
стационарного горения. Разработаны математические модели и методы расчета
взрывов смеси метана и угольной пыли в горных выработках.
Разработаны новые математические модели и методы расчетов двухфазных
полидисперсных течений газов с частицами в каналах сложной формы в приложении к
созданию энергетических установок, в том числе МГД-генераторов. Разработаны новые
подходы и методы оптимизации профилей каналов энергоустановок.
Для решения экологических задач в атмосфере и очистных сооружениях
предложена математическая модель неравновесной двухфазной среды, учитывающая
естественную конвекцию, обусловленную градиентами концентрации частиц в
системе  применительно к технологии сепарации и классификации частиц
порошковых материалов разработана математическая модель динамики турбулентной
закрученной двухфазной среды. На основе решения кинетических уравнений
бесстолкновительной плазмы предложена новая модель солнечного ветра,
объясняющая многие наблюдательные эффекты.
На основе метода граничных элементов разработан новый подход для численного
решения пространственных задач динамики вязкой жидкости со свободной
поверхностью.
Разработаны математические модели и комплекс программ для расчетов
взрывобезопасных расстояний и выбросов метана в угольных шахтах. Предложена
методика расчета пылеводяных перемычек для защиты от взрывов метана в горных
выработках.
Патенты
Патенты РФ №№ 2060938, 2075870, 2087262.
Важнейшие публикации коллектива
Монографии – 2, учебники – 2, статьи – 301, в т.ч. в центральных журналах – 183.
1. Arkhipov V.A., Glazunov A.A. Mathematical and experimental simulation of two-phase
Hows in rocket nozzles // The third international congress on industrial and applied
mathematics, Hamburg, 1995. P. 583586.
2. Knyazeva A.G., Zarko V.E. Modeling of Combustion of Energetic Materials with
Chemically Induced Mechanical Processes // J of Propulsion and Power. 1995. № 4.
3. Lily L. Wang,Zuhair A. Minur, Maximov Yu.M. Termit reactions and their utilization in
the synthesis and processing of materials // Journal of Materials Science. 1993. Vol. 28,
№ 14. P. 36933708.
4. Paleev D.Yu., Vasenin I. M., Krainov A. Yu., Shrager E. R. Gasdynamik method of
explosion  proof distsnces calculation // 29-th International Conference of Safety in Mines
Research Institutes, 2001, Vol. 1, Szczyrk, Poland.
5. Raskolenko L.G., Maximov Yu.M., Lepakova O.K. Construction of a Hypothetical Ti-B
Diagram by Analysis of Combustion Products of Three-Component System // Journal of
Material Synthesis and Processing. 1995. Vol. 3, № 3. P. 11531163.
6. Vasenin I.M., Glazunov A.A., Narimanov R.K. et all. Two-phase Hows in the nozzles of
solid rocket Motors // Journal of propulsion and power. 1995. Vol. 11, № 4. P. 583592.
7. Артемов И.Л., Шваб А.В. Численное исследование гидродинамики закрученного
течения в вихревой камере на основе двухпараметрической модели турбулентности //
ИФЖ. 2001. Т. 74, № 3.
8. Буркина Р.С. Закономерности изменения температуры и выгорания реакционноспособного тела на поверхности при тепловом воспламенении // Физика горения и
взрыва. 1999. Т. 35, № 5. C. 4654.
9. Буркина Р.С. Фильтрационное горение газа в полуограниченной пористой среде //
Физика горения и взрыва. 2000. Т. 26, № 9. С. 1721.
10. Буркина Р.С., Тимохин A.M. Режимы зажигания пористого тела тепловым потоком //
Физика горения и взрыва. Т.32, № 1. 1996, С. 2025.
11. Васенин И.М., Архипов В.А., Глазу нов A.A., Бутов В.Г., Трофимов В.Ф. Газовая
динамика двухфазных течений в соплах. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1986. 261 с.
12. Васенин И.М., Глазунов A.A., Численное исследование двухфазных течений в соплах
с центральным телом // Изв. вузов. Физика. 1993. Т. 36, № 4. С. 8191.
13. Кирдяшкин А.И., Максимов Ю.М., Корогодов B.C., Поляков В.Л. Неравновесные
электрофизические
явления
в
процессах
самораспространяющегося
высокотемпературного синтеза // Докл. АН. 2001. Т. 381, № 1. С. 6163.
14. Князева А.Г. Введение в локально-равновесную термодинамику физико-химических
превращений в деформируемых средах. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1996. 148 с.
15. Самораспространяющийся
высокотемпературный
синтез
/
Под
ред.
Ю.М. Максимова. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1989.
16. Сметанин С.В., Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Численное исследование слияния капель
вязкой жидкости // Изд-во РАН, Механика жидкости и газа. 2000. № 6. С. 2733.
17. Смоляков В.К., Кирдяшкин А.И., Максимов Ю.Н. О конвективном механизме
возникновения электродвижущей силы при горении гетерогенных систем //
Вычислительные технологии. 2001. Т. 6. Ч. 2. С. 258263.
18. Тимохин A.M., Князева А.Г. Режим распространения фронта реакции в связной
термомеханической модели твердофазного горения // Химическая физика. 1995.
№ 10, С. 9194.
19. Шрагер Г.Р., Козлобродов А.Н., Якутенок В.А. Моделирование гидродинамических
процессов в технологии переработки полимерных материалов. Томск: Изд-во Том.
ун-та, 1999. 230 с.
20. Якутенок В.А, Ткаченко А.С., Макаренко К.В. Моделирование переноса тепла в
кондуктивном теплообменнике контурных тепловых труб методом граничных
элементов // ИФЖ. 1997. № 4. C. 580684.
Участие в течение последних трех лет в
научно-технических программах
федеральных – 3.
Международных проектах – 3.
Победы в конкурсе грантов – 9.
Подготовка кадров высшей квалификации за последние девять лет
Всего аспирантов – 17, из других вузов – 1.
Всего докторантов – 11, из других вузов – 2.
Защит докторских – 13. Защит кандидатских – 12.
Общественное признание научно-педагогического коллектива
Международные и государственные премии, научные медали
Премия Ленинского комсомола (Глазунов А.А.).
Медали Федерации космонавтики (Васенин И. М, Шрагер Э.Р., Бутов В.Г.
Шрагер Г.Р.).
Медали и дипломы выставок, конференций и т.д.
Дипломы  11, медали  7.
Членство в различных российских и зарубежных научных организациях
Академики МАН ЭП  3.
Академик РАЕН  1.
Членство в совете РАН по горению  Максимов Ю.М.
Членство в GAMM  Международном обществе прикладной математики и механики
(Германия)  Шрагер Г.Р.
Почетные звания
Васенин И.М. – орден «Знак Почета»,
Бутов В.Г. – медаль «За доблестный труд»;
Шрагер Э.Р. – медаль «За заслуги перед Отечеством» (2000 г.),
Тимохин A.M. – почетный работник высшей школы (2000 г.).
Связь с другими организациями
Российская академия наук
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН (г. Новосибирск),
Институт химической кинетики и горения СО РАН (г. Новосибирск),
Институт теплофизики СО РАН (г. Новосибирск),
Институт гидродинамики СО РАН (г. Новосибирск),
Институт химии нефти СО РАН (г. Томск),
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск),
Институт механики УРО РАН (г. Ижевск),
Институт структурной макрокинетики РАН (г. Москва),
Институт химической физики РАН (г. Москва),
Институт Проблем механики РАН (г. Москва),
Институт механики сплошных сред УРО РАН (г. Пермь).
Отраслевые научные организации
ГРЦ "КБ им. Академика Макеева В.П." (г. Миасс),
ТРИНИТИ им. Курчатова И.В, (г. Троицк),
Аэрокосмическое объединение "Полет" (г. Омск),
НПО "Алтай" (г. Бийск),
НИИ горноспасательного дела (г. Кемерово),
Московский институт теплотехники (г. Москва).
Высшие учебные заведения
Московский государственный университет,
Московский физико-технический институт,
Московский авиационный институт,
Хабаровский технический университет,
Тверской государственный университет,
Удмуртский технический университет,
Санкт-Петербургский технический университет.
Деятельность научно-педагогического коллектива в области
Организации специальных школ
Открыт филиал ТГУ в г. Междуреченске.
Открыт лицей ТГУ.
Открытия новых специальностей
553112  Теплофизика и молекулярная физика,
553118  Гидродинамика высокоэнергетических процессов,
553121  Экологическая техническая физика.
Создания новых учебных дисциплин
Методы математического моделирования механики сплошных сред,
Численные методы в газовой динамике,
Численные методы в теории теплопроводности,
Теория зажигания и горения конденсированных систем,
Теория конвективного теплообмена,
Численные методы в гидродинамике ньютоновских и неньютоновских жидкостей,
Теория двухфазных течений,
Физико-химическая гидромеханика,
Методы оптимизации в газовой динамике,
Основы теории СВС - технологии,
Основы теории структурообразования в процессах СВС,
Кинетика и механизм СВС -процессов.
Материально-техническая база, имеющаяся в распоряжении коллектива
Рентгеновский микроанализатор Comefax, рентгеновский дифрактометр, комплекс
установок технологического горения, комплекс пневматических аппаратов и
установок порошковой технологии, аэродинамические стенды, приборы анализа
физико-химических характеристик дисперсных материалов, установки для получения
полимерных материалов, локальная вычислительная сеть на базе компьютеров класса
Pentium с выходом в компьютерную сеть ТГУ и Internet.
Контактные адреса и телефоны
634050, Томск, 50, Ленина, 36, ТГУ.
Телефон (382-2)-410621, факс (382-2)-410129, E-mail [email protected]