Название научного направления:
Промышленная аэродинамика
Руководитель направления:
, д. т.н., профессор, декан ФЛА, заведующий кафедрой АГД.
На базе каких кафедр ведутся исследования:
кафедра аэрогидродинамики (АГД).
Ведущие специалисты:
1. , д. т.н., профессор.
2. , к. т.н., доцент.
3. , к. т.н., доцент, зам. заведующего кафедрой АГД.
4. , к. ф.-м. н., доцент.
5. , к. т.н., доцент.
6. , заведующий лабораторией.
7. , ассистент.
8. , старший лаборант.
9. , лаборант.
Описание научного направления:
Основные темы работ в рамках направления «Промышленная аэродинамика»:
- Изучение рынка услуг в области промышленной аэродинамики.
- Решение инженерных, проектных и других задач производственного и научно-исследовательского характера.
- Изготовление опытных образцов продукции.
- Моделирование в аэродинамических трубах взаимодействия ветра с мостами, высотными зданиями и другими наземными сооружениями.
- Расчеты внутренних и внешних течений жидкости и газа с использованием современных CFD-пакетов.
- Исследование аэроупругих колебаний сооружений в ветровом потоке, поиск оптимальных способов гашения колебаний.
- Определение осредненных и пульсационных составляющих ветровых нагрузок на строительные конструкции и их элементы.
- Решение задач обеспечения комфорта и ветрозащищенности жилой зоны (особенно детских и школьных площадок), предотвращения снежных заносов за счет рациональной планировки.
- Исследование распространения вредных выбросов на территории промышленных площадок, выявление наиболее ”вредных” источников и поиск способов снижения концентрации вредных веществ.
- Расчет вентиляционных систем промышленных и гражданских объектов.
- Расчет и проектирование пневмо - и гидросистем, подавление шума, гидроударов.
- Разработка корпусов аэрогеофизических разведочных платформ.
- Расчеты и оптимизация систем выхлопа ТЭЦ, ГРЭС.
- Исследование путей и методов гашения акустических возмущений при работе котлов ТЭС.
- Оптимизация внутренних потоков в коптильных и сушильных камерах, инкубаторах, обеспечение равномерной обработки по всему объему.
- Расчеты, разработка и изготовление опытных образцов ветроэнергетических установок.
- Исследования и оптимизация аэродинамики автомобилей и других транспортных средств.
- Организация воздушного охлаждения тяжелых электрических машин.
- Проектирование, изготовление, градуировка оборудования для аэрофизических измерений (тензовесы, приемники давления).
- Аэродинамические испытания, проектирование и постройка легких самолетов, беспилотных моделей.
- Проектирование аэродинамических труб различных типов.
Кафедра аэрогидродинамики факультета летательных аппаратов НГТУ имеет две аэродинамические трубы, информационно-измерительный комплекс, оборудование для проведения основных типов аэродинамических экспериментов, лицензионное программное обеспечение «FlowVision» для численного решения задач аэрогидродинамики. Работы по промышленной аэродинамике проводятся более тридцати лет. Создан инжиниринговый центр «Промышленная аэродинамика». Выполнены десятки хоздоговорных работ, результаты которых успешно использованы заказчиками.
Научное направление университета «Промышленная аэродинамика» – единственное в России, где студенты специализируются по промышленной аэродинамике.
Особенностью научных работ кафедры АГД является их направленность на решение конкретных проблем и доведение работы до сдачи «под ключ», до внедрения результатов.
Научные публикации:
Методика моделирования в аэродинамической трубе распределения скоростей приземного пограничного слоя / , // Изв. СО АН СССР. Серия техн. наук. – 1985. – № 16 (409), Вып. 3. , Кураев профиля скорости набегающего потока на аэродинамику призматических тел // Динамика многофазных сред: (Соврем. проблемы и мат. методы теории фильтрации: Материалы Всесоюз. семинара). – Новосибирск, 1985. – C. 224–231. Саленко метод решения задач обтекания тел на экране непотенциальным потоком // Мат. моделирование задач гидрогазодинамики и пути повышения энергет. установок: Тез. докл. Всесоюз. конф. // Моделирование процессов гидрогазодинамики и энергетики. – Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1985. – C. 139. , , Кураев определения трансформации профиля скорости над рельефом по измеренному на поверхности давлению // Тез. докл. на IV Всесоюз. шк. по методам аэрофизич. исслед. – Новосибирск, 1986. – C. 125. , , Обуховский результаты моделирования приземного ветрового потока и его взаимодействия с плохообтекаемыми телами // Вопросы исследования динамики сооружений: Материалы отраслев. совещ. – Новосибирск, 1989. – C. 50–51. Саленко гашения аэроупругих колебаний многобалочных конструкций // Пром. аэрогидромеханика и нетрадиционная энергетика / Под ред. проф. . – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – C. 60–62. Саленко расчеты неустойчивости вихревой дорожки Кармана // Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей: Тез. докл. Междунар. конф. – Новосибирск: Изд-во ИТПМ СО РАН, 2001. – C. 147–149. Саленко расчета аэроупругих колебаний многобалочных сооружений / // Прикладная механика и техническая физика. – 2001. – № 5. Аэродинамические испытания Томского Моста / А. Б., В. И., , // Научный вестник НГТУ. – 2004. Саленко нестационарных аэродинамических характеристик многобалочных конструкций / // Научный вестник НГТУ. – 2004. Тригубович вертолетные платформы серии «Импульс» для поисково-оценочных исследований / , , // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2006. - № 2(16). - С. 18-21. Пневмотурбина для привода винтов моделей / , // Тезисы докладов VI школы-семинара СибНИА «Аэродинамика и динамика полета летательных аппаратов», стр.21-22. Новосибирск, Седова заимка, 4-6 февраля 2008 г. Investigation in wind tunnel flow interaction with models of two high-rise apartment houses [Electronic resource]/ J. V. Telkova, S. D. Salenko, A. D. Obukhovsky, E. A. Zikov, A. D. Liabchuk // / , , // Intern. Conf. on the Methods of Aerophysical Research: Proc. / Ed. V. M. Fomin. – Novosibirsk, 2008. – 1 electron-optical disk (CD-ROM). Flow visualization around the two square cylinders under interference conditions / , , // 15th International Conference on the Methods of Aerophysical Research: Abstracts, Part I, p.221-222. . Novosibirsk, 2010. Автоматизация сбора и обработки данных при проведении экспериментов в учебной аэродинамической трубе / , , // Международный журнал экспериментального образования. – 2010, №7. – С. 112–114. Аэродинамические исследования комплекса высотных зданий / , , // Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК), 2010, № 5, с. 62-63. Исследование структуры течения в окрестности двух балок квадратного поперечного сечения в условиях интерференции / , , // Теплофизика и аэромеханика, 2010, Т. 17, № 2, с. 313 – 323. СИСТЕМЫ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК / , // Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология", № 5 (85) 2010. – С. 55–58. Гашение аэроупругих колебаний пролетного строения моста через реку Обь / , , // В мире научных открытий. – 2011. – Т. 13, №1. – С. 167–176. Телкова гашение аэроупругих колебаний / , , // Красная линия. – 2011. – № 57, вып. «Дороги». – С. 54-57. Пассивные гасители аэроупругих колебаний пролетного строения моста на стадии монтажа / , , // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Серия политематическая. – 2011. – Вып. 2. – С. 4. , , Обуховский исследования типовых многобалочных конструкций // Теплофизика и аэромеханика. – 2013. – Т.20, №4. – С.451-460. О стабилизации скорости потока в рабочей части аэродинамической трубы / , , // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. – № 8-3. – С. 130–131. Саленко характеристики типовых пролетных строений мостов с трапециевидными балками / , , // Интернет-Вестник ВолгГАСУ. Серия: Политематическая. - 2014. - Вып. 1(31). - С. 8. Автоматизированное управление экспериментальным оборудованием аэродинамической трубы дозвуковых скоростей / , , // Современные наукоемкие технологии. - 2014. – № 10. – С. 128–130. Гостеев формы на аэродинамические характеристики балочных мостов / , , // Инженерно-строительный журнал. - 2014. - № 5 (49). - С. 63-72. ОДМ 218.2.040–2014. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по оценке аэродинамических характеристик сечений пролетных строений мостов [Электронный ресурс] / Новосиб. гос. техн. ун-т ; рук. разработки , отв. исполн. , [исполн.]: , , . - 2014. Саленко нестационарного течения в газовой скважине при использовании микротурбины для увеличения дебита / , , // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2014. - № 1(646). - С. 36-45. , К оценке ветровых воздействий на сооружения / , // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2015. - № 1. - С. 108-113.Методические публикации:
Актуальные статьи:
Гашение аэроупругих колебаний пролетного строения моста через реку Обь / , , // В мире научных открытий. – 2011. – Т. 13, №1. – С. 167–176. Телкова гашение аэроупругих колебаний / , , // Красная линия. – 2011. – № 57, вып. «Дороги». – С. 54-57. Пассивные гасители аэроупругих колебаний пролетного строения моста на стадии монтажа / , , // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Серия политематическая. – 2011. – Вып. 2. – С. 4. , , Обуховский исследования типовых многобалочных конструкций // Теплофизика и аэромеханика. – 2013. – Т.20, №4. – С.451-460. О стабилизации скорости потока в рабочей части аэродинамической трубы / , , // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. – № 8-3. – С. 130–131. Саленко характеристики типовых пролетных строений мостов с трапециевидными балками / , , // Интернет-Вестник ВолгГАСУ. Серия: Политематическая. - 2014. - Вып. 1(31). - С. 8. Автоматизированное управление экспериментальным оборудованием аэродинамической трубы дозвуковых скоростей / , , // Современные наукоемкие технологии. - 2014. – № 10. – С. 128–130. Гостеев формы на аэродинамические характеристики балочных мостов / , , // Инженерно-строительный журнал. - 2014. - № 5 (49). - С. 63-72. ОДМ 218.2.040–2014. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по оценке аэродинамических характеристик сечений пролетных строений мостов [Электронный ресурс] / Новосиб. гос. техн. ун-т ; рук. разработки , отв. исполн. , [исполн.]: , , . - 2014. Саленко нестационарного течения в газовой скважине при использовании микротурбины для увеличения дебита / , , // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2014. - № 1(646). - С. 36-45. , К оценке ветровых воздействий на сооружения / , // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2015. - № 1. - С. 108-113.Заказчики, партнеры:
Министерство образования и науки Российской Федерации, Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), Федеральное дорожное агентство Министерства транспорта Российской Федерации (Росавтодор), Новосибирский филиал Гипростроймост», НПО «Мостовик», -Стройпроект», ФГУП «СНИИГГиМС», предприятие «Сибгеотех», Архитектурная мастерская ООО " ТЕКТОНИКА", ФГУП «НИИАП», -Техническая Компания ЗаВеТ-ГЕО», , СибНИА им. , ИТПМ СО РАН им. .
Результаты работы по направлению:
Одной из первых работ в области промышленной аэродинамики было исследование в аэродинамической трубе макета второго микрорайона научного городка ВАСХНИЛ. При этом в тесном контакте с архитекторами решались задачи ветрозащищенности жилой зоны (особенно детских и школьных площадок), предотвращения снежных заносов за счет рациональной планировки.
Много хоздоговоров выполнено лабораторией по исследованию распространения вредных выбросов на территории промышленных площадок. При этом решались задачи выявления наиболее ”вредных” источников и поиск способов снижения концентрации вредных веществ.
Большой проблемой являются аэроупругие колебания сооружений в ветровом потоке. Например, в 1993 г. при строительстве методом надвижки моста через р. Обь в г. Барнауле при вылете трехбалочной консоли около 80 м и скорости ветра 12-14 м/с возникли интенсивные колебания конструкции массой 1000 тонн с размахом около 1 м. В сжатые сроки на кафедре АГД была разработана и изготовлена динамически подобная модель пролетного строения, которая затем испытывалась в аэродинамической трубе Т-503. В процессе продувок был найден оптимальный вариант устройств для гашения колебаний, причем надо отметить, что способы гашения колебаний, предложенные зарубежными учеными, в этом случае оказались малоэффективными. Разработанные устройства были изготовлены и смонтированы на мосту. Дальнейшая надвижка показала высокую эффективность предложенных мер: на всех скоростях ветра, вплоть до 25 м/с, колебаний конструкции не наблюдалось. В сентябре 1995 г. монтаж моста был успешно завершен.
Аналогичные задачи по гашению аэроупругих колебаний решались в 1996-2016 гг. для пролетных строений мостов через реки Томь в г. Томске, Иртыш в г. Омске, Томь в г. Кемерово, Обь в г. Новосибирске, через реку Марха в Якутии на федеральной автотрассе «Вилюй».
Большой цикл работ проведен по исследованию механизма возбуждения аэроупругих колебаний для одно - и многобалочных плохообтекаемых конструкций при варьировании в широких пределах их геометрических параметров. Отлажена методика определения осредненных и пульсационных составляющих аэродинамической нагрузки на строительные сооружения, получены значения аэродинамических коэффициентов для ряда компоновок, разработана инженерная методика расчета аэроупругих колебаний протяженных конструкций.
На кафедре также проводятся теоретические и экспериментальные исследования внешней и внутренней аэродинамики новых форм дымовых труб и башенных градирен для ТЭС и АЭС, обеспечивающих более высокую по сравнению с традиционными формами производительность и повышенную надежность.
Еще одно интересное направление исследований – изучение газовых потоков внутри каких-либо объектов – паровых котлов, турбин, или, например, системы сброса пара из котлов Экибастузской ГРЭС-1, рассчитанных на давление 250 атмосфер.
На другом “полюсе” диапазона работ такие неожиданные заказы, как экспертиза инкубатора - для определения зон, в которых воздух застаивается, вызывая замор яиц. Или коптилен - здесь заказчиков интересует, как направить воздушные потоки, чтобы обеспечить равномерную обжарку и проварку колбас по всей камере. Например, модернизация коптильной камеры Новосибирского птицекомбината позволила исключить брак и увеличить производительность камеры, по самым скромным подсчетам, на 15%.
При непосредственном участии специалистов кафедры разработаны, изготовлены и испытаны опытные образцы ветроэнергетических установок мощностью 600 Вт и 6 кВт, причем 6-киловаттная установка выполнена по нетрадиционной схеме – с вертикальной осью вращения. В конструкции применен разработанный на кафедре и запатентованный механизм подвески лопастей, обеспечивающий надежный самозапуск при малых скоростях ветра, повышение на треть коэффициента полезного действия на номинальных режимах и ограничение оборотов при буревом ветре.
Кафедра АГД имеет опыт работ по аэродинамике автомобилей и других наземных транспортных средств.
В 2002-2003 гг. был разработан и изготовлен стендовый вариант жидкостно-воздушной системы охлаждения силового привода перспективного российского электровоза.
В 1999…2016 гг. Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), Государственное федеральное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (ГФУП СНИИГГиМС) и Общество с ограниченной ответственностью () совместно разработали, изготовили и испытали в полевых условиях несколько опытных образцов аэрофизических зондов с различной формой и расположением приемной антенны, с площадью контура индуктора до 314 м2.
Зонды предназначены для проведения аэроэлектромагнитных исследований с целью поиска месторождений полезных ископаемых и исследований георазреза до глубин в 500 м в автономном режиме при транспортировке под вертолетом типа Ми-8 на тросе длиной 30…60 м на высоте 50…100 м над поверхностью земли. Расчетная скорость полета до 120 км/час. Возможны также поисково-оценочные, разведочные исследования камуфлированных эндогенных объектов природного и техногенного происхождения в верхней части земной коры с целью предотвращения катастрофических процессов.
В рамках выполнения госконтракта № 14.740.11.0428 разработан и запатентован прототип волновой технологии интенсификации добычи газа в поздней стадии разработки газовых месторождений.
По заказу в 2012 г. проведено исследование и гашение интенсивных акустических возмущений при работе котлов ТЭС.
В 2008…2016 гг. выполнено несколько проектов вертикальных аэродинамический труб (ВАТ), которые широко используются во всем мире для тренировки спортсменов-парашютистов, десантников, для проведения специальных трубных соревнований. Отлажена технология изготовления стеклопластиковых элементов ВАТ (лопастей вентиляторов, обтекателей).
В 2006 г. научно-исследовательская работа по гашению аэроупругих колебаний мостов, проведенная под руководством , победила в конкурсе на лучшую прикладную НИР НГТУ, по итогам научной сессии НГТУ 2009 г. работа "Исследование аэродинамических нагрузок на жилой комплекс по ул. Диктатуры пролетариата-Дубровинского в г. Красноярске" победила в конкурсе "Лучшая прикладная НИР года".
В 2007 г. получена Серебряная медаль Х Московского международного салона промышленной собственности «Архимед 2007» за разработку «Аэрозонд–устройство для аэрогеофизической разведки».
В 2010 г. получена золотая медаль за работу «Гашение аэроупругих колебаний крупногабаритных конструкций», VI Международный салон изобретений и новых технологий «Новое время» (23-25 сентября 2010, Севастополь, Украина).
В марте 2014 г. научно-исследовательская работа «Исследование аэродинамических характеристик типовых сечений пролетных строений мостов», выполненная под руководством , победила в конкурсе НГТУ "Лучшая прикладная НИР года".
Результатом выполнения госконтракта 14.740.11.0428 стало Распоряжение Росавтодора от 01.01.2001 N 478-р "Об издании и применении ОДМ 218.2.040-2014 "Методические рекомендации по оценке аэродинамических характеристик сечений пролетных строений мостов", разработанных на кафедре.
Работы кафедры в области аэроупругости строительных сооружений и промышленной аэродинамики известны не только у нас в стране, но и за рубежом. Научный руководитель данного направления разработал авторский курс “Промышленная аэродинамика” на английском языке, в 2002 г. приглашался в республику Корея для чтения лекций студентам Ульсанского университета, в 2014 году приглашался в Пекин для чтения лекций по аэроупругости промышленных сооружений специалистам аэрокосмической академии.
К выполнению научно-исследовательских работ активно привлекаются студенты, магистранты и аспиранты. Результаты этих исследований вошли составной частью в докторские, кандидатские и магистерские диссертации, защищенные на кафедре АГД, дипломные работы инженеров и бакалавров кафедры.
Экономический эффект от внедрения результатов работ направления «Промышленная аэродинамика», подтвержденный актами внедрения, составляет сотни миллионов рублей.
На базе каких научно-образовательных центров ведется работа направления:
Инжиниринговый центр «Промышленная аэродинамика» (приказ № 000 от 27 декабря 2011 г.)
Контактная информация:
630073, Новосибирск-73, ,
5 корпус, ауд.143, кафедра АЭРОГИДРОДИНАМИКИ,
Зав. кафедрой - http://craft. nstu. ru/agd
тел./http://ciu. nstu. ru/kaf/agd
e-mail: *****@***nstu. ru, *****@***nstu. ru
