ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА, В ТОМ ЧИСЛЕ ГАЗОДИНАМИКА, ГОРЕНИЕ И ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС
Основатель
(1968–1988 гг.), к. физ.-мат. н., доцент
Руководитель научно-педагогического коллектива
, д. техн. н., профессор.
Факультет, кафедра (лаборатория)
Центр исследований и образования в области ракетно-артиллерийских наук Томского госуниверситета (ЦИОРАН ТомГУ), кафедра математического моделирования и технической физики ЦИОРАН ТГУ на базе отделов 10 и 100 НИИ прикладной математики и механики при Томском госуниверситете.
Направление научных исследований научно-педагогического коллектива
– Исследование комплексных проблем горения, химической газовой динамики и теплообмена применительно к ракетным двигателям на твердом топливе.
По рубрикатору ГРНТИ
28.17.19 – Математическое моделирование.
30.17 – Механика жидкости и газа.
По рубрикатору ВАК
01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы.
01.04.17 – Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва.
Направления подготовки инженеров, бакалавров и магистров
Инженер-физик, инженер-механик по специальностям:
553100 – Техническая физика.
010500 – Механика.
010800 – Физика кинетических явлений.
070300 – Баллистика.
553100 – Магистр и бакалавр физики по направлению техническая физика.
Состав коллектива
Всего – 17, в том числе:
докторов наук – 10,
кандидатов наук – 7.
Ведущие представители коллектива
, д. физ.-мат. н., профессор.
, д. техн. н., профессор.
, д. физ.-мат. н., профессор.
, д. физ.-мат. н., профессор.
История становления научно-педагогического коллектива
Начало исследований, связанных с ракетной техникой в Томском университете относится к середине 50-х годов. До этого времени в ТГУ была серьезно развита школа внутренней баллистики ствольных систем и был одним из первых, кто заинтересованно осознавал, понимал и ставил проблемы для исследований твердотопливных ракет. Он считал, что развитие ракетной техники может быть серьезно продвинуто только благодаря широким фундаментальным исследованиям в лабораторных условиях и благодаря физическому и математическому моделированию процессов, факторов и явлений. Особо важными вопросами были всесторонние аспекты горения твердых ракетных топлив, рецептурные факторы, газодинамические и теплообменные процессы.
инициирует и организует широкий фронт исследований по сгенерированному им научному направлению. Он формирует группу способных молодых ученых и начинает экспериментальные исследования горения ракетных топлив в широком диапазоне влияющих внешних факторов: с – изучение скорости горения и эффекта эрозионного горения (впервые был обнаружен феномен отрицательной эрозии); с –изучение горения при перегрузках; с и – изучение горения при разных химических рецептурах, начальных температурах и давлениях; с – при воздействии радиационного облучения; с и – изучение истечения из камеры, разработка измерительных средств и т. д.
Была проделана высоко оценимая работа по созданию экспериментальной базы, производственных мастерских, конструкторского бюро, огневых испытательных стендов, специального оборудования, средств защиты, безопасности и т. д. Многолетний труд большого коллектива стал фундаментальной базой для большого количества технических решений, для существенного вклада в ракетные комплексы страны. Была подготовлена почва для защит большого количества кандидатских и докторских диссертаций.
наряду с экспериментальными работами проводил и теоретические исследования. Им были найдены аналитические решения истечения газов из ракетной камеры в предположениях, близких к реальным. С применением методов теории подобия и размерностей был решен ряд задач истечения из ракетной камеры, сопряженных с теплообменом. Это были первые аналитические работы по внутрикамерным процессам в стране.
Первыми кандидатами наук по ракетной тематике, которых подготовил , были , , .
Очень важным этапом в развитии научной школы было внедрение в практику проектирования. Он имел личные контакты и связи с научными лидерами страны. Эти контакты и связи строились на основе творчества единомышленников. Он формировал внедренческие команды, поручая и доверяя ответственнейшие дела молодым сотрудникам. Например, будущие профессора, лауреаты премии Ленинского комсомола и хотя и не были непосредственными учениками все свои научные работы выполняли в рамках его идей и научных устремлений. умел объединять людей разных школ, разных характеров, разных мировоззрений. По согласованной научной программе с Генеральным конструктором морских баллистических ракет, академиком , под их общим руководством было создано специальное крупномасштабное и многофункциональное математическое обеспечение проектирования ракетных комплексов, не имеющих аналогов в мире. Работа была отмечена правительственными наградами.
Основные научные результаты, полученные в течение последних пяти лет
Получены новые экспериментальные результаты по горению высокоэнергетических материалов в двухфазных закрученных потоках, эрозионному горению в закрученных и сверхзвуковых потоках, а также в поле массовых сил.
Получены новые экспериментальные данные по процессам динамического взаимодействия капель в неравновесных двухфазных потоках продуктов сгорания в соплах ракетных двигателей твердого топлива.
Получены новые экспериментальные результаты по зажиганию и горению высокоэнергетических материалов непосредственно в водной среде. Предложен способ водяного бронирующего покрытия для подводных твердотельных газогенераторов. На этой основе разработано глубоководное устройство. Создан газогенератор для термогазохимического воздействия на нефтяную скважину с целью повышения ее дебита.
Предложены новые схемы регулируемых энергоустановок с вихревой камерой сгорания; с зарядом, армированным теплопроводящим элементом с памятью формы; с комбинированным узлом гашения; с зарядом управляемого конвективного горения.
Разработаны физико-математические модели, вычислительные технологии и проведено численное исследование многомерных внутрикамерных процессов в ракетных двигателях твердого топлива, в том числе нетрадиционных схем, например, водозаполненных и с глубоким регулированием тяги.
Разработаны вычислительные технологии решения обратных задач теории горения.
Разработаны физико-математические модели, вычислительные технологии и проведено численное исследование многомерных неравновесных полидисперсных двухфазных течений в соплах ракетных двигателей твердого топлива, в том числе нетрадиционных форм (кольцевых, тарельчатых, с центральным телом и др.).
Разработаны физико-математические модели, вычислительные технологии и проведено численное исследование процессов тепломассопереноса при взаимодействии высокотемпературных двухфазных потоков продуктов сгорания металлизированных твердых топлив с аблирующими теплозащитными материалами в условиях инерционного осаждения конденсированных горящих агломератов алюминия и частиц его оксида.
Патенты
Патенты РФ, №№ 000, 2110047.
Патент РФ, № 000, МКН6 ВО1J 7/00, F02K 9/10.
Патент РФ № 000, МКН6 ВО1J 7/00, F02K 9/10 В63В 22/08
Патент РФ № 000, МКН6 Е21В 43/26, 43/24
Важнейшие публикации членов коллектива
Монографии – 1, учебники – 3, статьи – 82, в том числе в центральных журналах – 37.
1. Bondarchuk S. S., Vorozhtsov A. B., Feshenko Yu. V., Kozlov E. A. Fytkesis of Multidimensional and Two Phase Flows in Solid Rocket Motors // AJAA Journal of Propulsion and Power. 1995. Vol. 11, № 4. P. 593–599.
2. Vasenin I. M., Glasunov A. A. at al. Two Phase Flow in the Nozzles of Solid Rocket Motors // AJAA Journal of Propulsion and Power. 1995. Vol. 11, № 4. P. 583–592.
3. , , Трофимов полимодальных спектров размеров аэрозольных частиц методом лазерного сканирования // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15, № 5–6. С. 1–4.
4. , , К решению обратной задачи восстановления скорости эрозионного горения // Физика горения и взрыва. 2002. Т. 38, № 1. С. 73-79.
5. , Зимин условий применимости обратных методов восстановления нестационарной скорости горения // Физика горения и взрыва. 2000. Т. 36, № 3. С. 39-43.
6. , Зимин горение твердого топлива в сверхзвуковом потоке // Физика горения и взрыва. 1998. Т. 34, № 1. С. 61-64.
7. , , Третьяков исследование эрозионного горения твердых топлив // Химическая физика. 1997. Т.16, № 9. С. 101–106.
8. , Матвиенко процессы горения в канале при закрутке газового потока и ее прекращении // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35, № 4. С. 31-38.
9. , , Рудзей геометрических и режимных параметров на стабилизацию пламени вихревой горелки // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35, № 5. С. 28-33.
10. , , Трофимов динамического взаимодействия конденсированных частиц в камере РДТТ // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35, № 4. С. 31-38.
11. , Голдаев устойчивости работы газогенераторв открытого типа в водной среде // Изв. вузов: Авиационная техника. 2001. № 2. С. 30–33.
12. , , Обухов внутрикамерных процессов при запуске водозаполненных РДТТ // Изв. вузов: Авиационная техника. 2000. № 2. С. 28–31.
13. , Козлов создания математического обеспеченения проектирования БРПЛ // Ракетно-космическая техника. Научно-техн. сборник. 2000. Сер XIV. вып. 1(44). С. 215–221.
14. Бураков моделирование пленочного химического реагирования конденсированной фазы оксидов металлов с теплозащитными материалами //Прикладная математика и техническая физика. 1996. Т. 37, № 1. С.139–144.
15. Бураков очагового химического реагирования жидкого агломерата конденсированной фазы на поверхности коксующихся теплозащитных материалов // Физика горения и взрыва. 1995. Т. 31, № 3. С. 9-18.
16. , Санду моделирование динамики шлакования и термохимического разрушения углепластиковых теплозащитных материалов в высокотемпературном двухфазном потоке // Физика горения и взрыва. 1997. Т. 33, № 4. С. 91-102.
17. , Санду моделирование нестационарного прогрева и термохимического разрушения углеграфитовых теплозащитных материалов в высокотемпературном двухфазном потоке //Теплофизика высоких температур. 1997. Т. 34, № 6. С. 909–913.
18. Козлов внутрикамерных процессов в твердотопливных ракетных двигателях, в том числе нетрадиционных схем // Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения. ВНИИЭФ. Саров, 2000. С.97–106.
Участие в течение последних трех лет в
Научно-технических программах:
федеральных - 2:
Межотраслевая программа сотрудничества Минобразования РФ и МО РФ по направлению “Научно-инновационное сотрудничество”.
межвузовских - 1:
НП “Университеты России” (№ 000.04.01.16).
Победы в конкурсе грантов – 6:
Гранты РФФИ (№№ Р98–01–03008, Р98–01–03001, 02–03–32616а, Р98–01–03001, 98–02–16518)
Грант Минобразования России (№ Е00–12.0–76).
Подготовка кадров высшей квалификации за последние девять лет
Всего аспирантов – 16, из других вузов – 2.
Всего докторантов – 10, из других вузов – 2.
Защит докторских – 6. Защит кандидатских – 6.
Общественное признание научно-педагогического коллектива
Международные и государственные премии, научные медали
– медаль ордена «За заслуги перед Отечеством II степени» (2000 г.).
, Глазунов А. А. – лауреаты премии Ленинского комсомола (1979 г.).
Медали Федерации космонавтики РФ (, , ).
Медали и дипломы выставок, конференций и т. д.
Диплом за лучший экспонат «Устройство для подъема затонувших объектов» на специализированной выставке-ярмарке «Средства и системы безопасности–99», проходившей в мае 1999 г. в Томске.
Диплом за лучший экспонат «Разработка технологии разрыва нефтеносного пласта с применением твердотопливного газогенератора при автоматическом задействовании» на международной выставке «Нефть и газ–2000», проходившей в мае 2000 г. в Томске.
Диплом за экспонированный экспонат «Устройство для подъема затонувших объектов» на выставке «СПАСИБ–2001», проходившей в сентябре 2001 г. в Новосибирске.
Членство в различных российских и зарубежных научных организациях
– член-корр. Российской академии ракетно-артиллерийских наук;
– член международного общества математиков и механиков (GAMM), Сибирского отделения Научного Совета по горению РАН, член Комиссии по диагностике горения Научного совета по горению РАН.
Связь с другими организациями
Российская академия наук
Длительное сотрудничество с Институтом химической физики РАН им. , Институтом прикладной математики УРО РАН, институтами гидродинамики им. акад. , химической кинетики и горения, химии нефти, оптики атмосферы СО РАН.
Отраслевые научные организации
ФНТЦ «Московский институт теплотехники»,
ФГУП «Исследовательский центр им. »,
ФЦДТ «Союз»,
ГРЦ «КБ им. », ФНТЦ «Алтай»,
ФГУП «НПО прикладной механики им. акад. ».
Высшие учебные заведения
Московское государственное техническое училище им. ,
Московский авиационный институт,
Московская государственная академия приборостроения и информатики,
Балтийский государственный университет,
Ижевский, Омский и Томский государственные политехнические университеты.
Деятельность научно-педагогического коллектива в области
Создания новых учебных дисциплин
8
Организации симпозиумов, конференций
С 1998 г. с периодичностью раз в два года (четные) проводится Всесоюзная конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» и раз в дав года (нечетные), одноименная, - для молодых ученых и исследователей.
Материально-техническая база, имеющаяся в распоряжении коллектива
Комплекс технологического оборудования для изготовления образцов высокоэнергетических материалов, включающий измельчители, классификаторы, прессы, специальные установки и т. д.
Экспериментальные установки для исследования воспламенения высокоэнергетических материалов и конденсированных веществ при кондуктивном и лучистом нагреве (в том числе лазером на CO2).
Экспериментальные установки для исследования процессов горения высокоэнергетических материалов и конденсированных веществ в широком диапазоне внешних воздействий: начальной температуры, давления, скорости газового потока, перегрузок, водной среды и др. Диагностические комплексы для исследования процессов термического разложения и горения высокоэнергетических материалов и конденсированных веществ (дериватографы, газоанализаторы лазерные сканирующие установки и др.)
Парк ПЭВМ (11 штук).
Контактные адреса и телефоны
634050, Томск, пр. Ленина, 36, НИИ прикладной математики и механики при ТГУ.
Телефон (382-2) 410259, , E-mail: *****@***tsu. ru
