Поиск по сайту
Авторизация
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь:
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Мы занимаемся физической гидродинамикой

"Вечерний Новосибирск", 20 марта, 1970.

Г. С. МИГИРЕНКО
профессор, лауреат Ленинской премии, заместитель директора Института гидродинамики СО АН СССР

СОВРЕМЕННАЯ гидродинамика чем-то напоминает не только устремленный ввысь тополь, но и весьма раскидистую магнолию. Корнями она соединена с жизнью, а ее ветвистая крона переплетается с немалым числом деревьев сада науки.

Наше подразделение называется отделом физической гидродинамики. И это потому, что мы больше увлекаемся физической сущностью явлений движения воды. Больше - не значит только. У нас солидно представлен математический анализ, физический эксперимент.

Однако все наименования содержат в себе элемент условности. В отношении к нашему отделу она сказывается в том, что у нас образовались три не вполне подходящие под упомянутое название ветви: гидродинамика вязкой жидкости, пластичность и ползучесть материалов, кибернетика. Вот уж, подумает непосвященный человек, щука, рак и лебедь. Так-то оно так, но нам кажется, что в данном случае они нацелены в одну сторону. Да и неважно, где делаешь, а важно, что и как делаешь!

I

СЕКТОР кибернетики занимается у нас динамикой управления биоклеткой и вообще биокибернетикой. А, как известно, все живое более чем наполовину состоит из воды. Более того, течение крови, лимфы по соответствующим сосудам является одной из исключительно интересных задач гидродинамики. C другой же стороны, обращаясь к чисто практическим целям, сектор кибернетики составляет схемы управления и сетевые графики различных производственных, строительных и научных процессов. К примеру, по его рекомендации разрабатывался порядок сборки знаменитого челябинского блюминга или строившегося на Николаевском судостроительном заводе сухогрузного судна. Лаборатории математической и технической кибернетики, которыми руководят у нас член-корреспондент АИ СССР А. А. Ляпунов и доктор технических наук Ю. А. Авдеев, пользуются не только в Сибири, но и далеко за ее пределами широкой известностью. Доказательством этого является, например, большое количество заказов, поступающих к нам со всех концов стремы и из зарубежных государств. Эти лаборатории оказывают также влияние на работу наших гидродинамиков и прочнистов, помогая им оптимизировать количество и порядок необходимых экспериментов, обеспечивающих заданную достоверность результатов, соблюдение сроков работы.

II

В ЧИСТО гидродинамической области исследований нас более всего интересуют закономерности течения воды вдоль пластинок и тел. Проблема эта является весьма старинной и в то же время предельно актуальной. Уже давно известно, что вязкость жидкости наиболее сильно влияет на течение только в непосредственной близости к пластинке или телу, в пределах так называемого пограничного слоя, В нем-то и разыгрываются все диссипативные процессы, отбирается энергия течения или тела, формируется сопротивление движению. Последнее связывает наши задачи с многочисленными потребностями отраслевых институтов, конструкторских бюро и промышленности. Поэтому мы соединены договорными обязательствами с 32 организациями такого типа. У нас также тесные контакты с восемью институтами СО АН, особенно с Вычислительным центром и Институтом автоматики и электрометрии. С их помощью мы в исключительно сильной степени рационализируем свою работу и повышаем ее уровень.

Механизм переноса энергии в пограничном слое однозначно определяется степенью турбулентности, то есть возмущенности, беспорядочности, пульсационности течения жидкости. Как же и почему ламинарное течение, являющееся более упорядоченным, существенно менее энергоемким движением, переходит в турбулентное? Как воспрепятствовать переходу, как, в конечном счете, сократить сопротивление движения? Попыток одолеть эту проблему, ответить на перечисленные вопросы делалось и делается весьма много. Это показал, в частности, последний международный конгресс по прикладной механике, проходивший в США.

Однако нерешенных частей проблемы остается еще достаточно. В наши дни имеются возможности все же добиться и здесь определенного успеха, Нам удалось осуществить современными средствами фиксацию характеристик течения в пограничном слое воды. Это совсем не просто. Надо было не только создать установки и приборы, но и поставить прецизионный эксперимент, раздобыть средства анализа многочисленных осциллограмм ламинарных и турбулентных пульсаций в воде. Эту задачу в нашем отделе успешно решает лаборатория В. А. Тэтянко.

Лаборатории других моих учеников и коллег: Б. В. Новикова, Г. Ф. Кобца, В. Г, Богдевича небезуспешно исследуют устойчивость течения (Ю. В. Штатнов) и способы повышения устойчивости ламинарного течения, борьбы с турбулентностью. Уже испытано большое количество физических факторов, отброшены малоутешительные и найдены весьма обнадеживающие. Так, мы научились создавать анизотропию (неодинаковость) вязкости в пограничном слое. Например, вдоль течения она остается неизменной, а поперек - повышается и создает препятствие для существования высокочастотных пульсаций, для роста поперечных пульсационных скоростей. Для этого приходится добавлять в пограничный слой различные вещества. Это пригодится на практике...

Иным способом является непрерывный отсос воды из пристеночной зоны пограничного слоя для сокращения градиента скоростей течения у стенки или пластинки, для отсасывания поперечных пульсаций. Нами найдены условия, при которых можно полностью упразднить турбуленции в пограничном слое. Они являются довольно жесткими, но все-таки их можно добиться.

Если в начале пластинки устроить порожек, то при определенной скорости течения вода уже не будет обтекать пластинку, а сорвется с порожка и образует полость, каверну. Выгодность такого режима течения очевидна, ибо исчезает пограничный слой пластинка - вода, между водой и пластинкой находится воздушная прослойка, и сила трения резко убывает. Однако, если неразумно организовать течение, появляется индуктивное сопротивление, проявляющееся в виде весьма развитых вихревых жгутов. В других случаях в полость начинает поступать вода в виде так называемой обратной струйки.

Нам удалось изыскать средства упразднения вихрей и резкого уменьшения обильности обратном струйки. Академик М. А. Лаврентьев создал оригинальную схему кавитационного течения, разрешающую неопределенность поведения обратной струйки. Интересные идеи принадлежат также члену-корреспонденту АН СССР Б. В. Войцеховскому.

Благодаря этим исследованиям нам удалось ответить на вопрос, волновавший многих ученых - от чего у дельфина скорость плавания неожиданно большая. Этими задачами занимаются у нас В. И. Микута, Л. И. Мальцев, Г, С. Козюк, А. И. Кузьминых и другие.

III

ДОСТАТОЧНО большой вклад в науку и практику внесли и наши прочнисты. Они ведут исследования в двух генеральных направлениях: изучение физических свойств новейших материалов, из которых будут создаваться наиболее ответственные конструкции (высоколегированные стали, алюминий - магниевые сплавы, сплавы титана, стеклопластика), и создание методов расчета конструкций, сделанных из этих материалов и имеющих при минимально возможном весе максимальную прочность. Цель эта, естественно извечная, но и вечная. Наиболее явственно ей удовлетворяют исследования Ю. В. Немировского и Г. В. Иванова по оптимальному проектированию, причем они стремятся поймать оптимум со стороны упругих и со стороны пластических деформаций "в вилку". Нас в наибольшей степени занимают оболочки, подкрепленные ребрами, армированные струнами, многослойные. Основные усилия посвящаются пластическим деформациям и ползучести, то есть течению материалов. Кстати, эти процессы описываются уравнениями, весьма схожими с уравнениями гидродинамики. Методы расчета стеклопластиковых оболочек разработаны профессором П. П. Чулковым, Ю. В. Немировским, В. М. Корневым. Ряд тонких задач теории оболочек решил Л. И. Шкутин. Процесс разрушения стеклопластиков, существенно отличающийся от разрушения металлов, исследуют профессор Л. И. Слепян и его группа. Ими решен ряд задач о распространении упругих волн вдоль оболочек.

Интересные выводы о влиянии пластичности и ползучести, вырезов в пластинках на их поведение при нагружении сделали Б. Д. Аннин, Г. В. Иванов, Ю. М. Волчков. Оказалось, что в ряде конструкций можно было бы не бояться начала пластичности или ползучести, если их нормировать определенными значениями. Практики же очень боятся этих явлений…

МНОГОЕ сделано нашими одиннадцатью лабораториями. Но еще большее надо сделать. В этом особенность науки. В этом и специфика нашей деятельности. Мы рады, что к юбилею великого ученого и вождя В. И. Ленина приходим с чистой совестью, определенными результатами и напряженным трудом.


      


Сен 13, 2019 Cеминар Отдела механики деформируемого твердого тела, 16.09.2019, 15-30
В понедельник 16 сентября 2019, начало 1530,  в конф. зале  ИГиЛ СО РАН  состоится...

Сен 13, 2019 Семинар "Механика макро- и нано-структур" 16.09.2019 в 14-30
В понедельник 16 сентября 2019 г. в 14-30 в конференц зале ИГиЛ СО РАН состоится научный семинар исполнителей...

Сен 10, 2019 Новый конкурс РНФ. Совместно с DFG.

РНФ объявил об открытом публичном конкурсе на получение грантов Фонда по приоритетному направлению...

Сен 10, 2019 Новый конкурс РНФ. Совместно с ANR.

РНФ объявил об открытом публичном конкурсе на получение грантов Фонда по приоритетному направлению...

Июн 28, 2019 Конференция по моделированию ГРП

Институт гидродинамики совместно с Новосибирским госуниверситетом проводит с 1 по 5 июля Международную...

Июн 5, 2019 Научная конференция, посвященная 100-летию К.И.Бабенко
Конференция «Аналитические и численные методы решения задач гидродинамики, математической физики...

Рассылки
Яндекс.Метрика