/ Обучение / Поступающим на кафедру

Поступающим на кафедру

На странице размещена информация для студентов 2-го курса, выбирающих кафедру. Вашему вниманию предлагаются:

Примеры задач, исследуемых на кафедре Связь с научно-исследовательскими организациями Книги, опубликованные сотрудниками кафедры Ответы сотрудников кафедры на часто задаваемые вопросы студентов

Рекомендуем дополнительно ознакомиться с личными страницами сотрудников кафедры, возможными темами курсовых работ, и курсами, читаемыми на кафедре. Приглашаем на просеминар по аэромеханике для студентов 1-2 курса!

Если у Вас есть вопросы, заходите на кафедру (ауд. 12-15) по четвергам с 15:00, звоните (тел. +7 (495) 939-39-49) или присылайте их в электронном виде – мы обязательно на них ответим.

Примеры задач, исследуемых на кафедре

Проблемы обтекания тел

Исследуется обтекание тел до-, транс- и сверхзвуковым потоком идеального и вязкого газа (жидкости). Используются аналитические и экспериментальные методы, а также современные суперкомпьютерные технологии и эффективные численные алгоритмы, такие как адаптация расчетных сеток в процессе счета.

Области применения: проектирование компоновок летательных аппаратов с высокими аэродинамическими свойствами; расчет ветровых нагрузок для высотных сооружений, проектирование опор мостов, вышек и других конструкций; расчет аэродинамических нагрузок на надводные и подводные участки нефтепроводов и газопроводов; задачи погружения тел в воду и другие подобные проблемы.

Пример адаптации сетки при обтекании профиля крыла со скоростью в полтора раза большей скорости звука.
Обтекание цилиндра, вращающегося по часовой стрелке. Показан режим, при котором течение стабилизируется. Линии тока и области с постоянными знаками продольной и поперечной составляющих скорости.
Расчет трехмерного обтекания группы сфер сверхзвуковым потоком. Разными цветами показаны изолинии числа Маха. Приложения: физика метеорных тел.
Исследования обтекания системы тел и тел сложной геометрии.
Развитие вихревого следа при различных режимах обтекания цилиндра в области протяженностью 1000 радиусов цилиндра (течение слева направо).
Численное моделирование машущего полета. Поле завихренности для шести моментов времени на периоде.
Взаимодействие ударных волн с пограничным слоем и вихрями при трансзвуковом обтекании профиля крыла. Поле числа Маха и линии тока.
Взаимодействие ударных волн с пограничным слоем в конических течениях.
Структура течения около V-образного крыла. Поперечное сечение. Давление и линии тока.
Экспериментально и теоретически изучается течение около новых летательных аппаратов, аэродинамика которых на различных режимах полета отличается особыми свойствами.

Направления исследований:

  • управление потоком (вращение или вынужденные колебания тела, вдув или отсос с поверхности тела и др.) с целью улучшения силовых характеристик и стабилизации течения;
  • обтекание системы тел сложной геометрии;
  • вихревой след за телами – изучение развития вихревых структур и определение аэродинамических нагрузок на тела, попадающие в область ближнего или дальнего следа;
  • машущий полет: моделирование колебательного движения крыльев (подобного движению крыльев птиц), создающего тягу и подъемную силу;
  • влияние сжимаемости на течение вязкого газа, в том числе взаимодействие ударных волн и вихревых образований на трансзвуковых и сверхзвуковых режимах. Эти режимы часто сопровождаются нежелательными эффектами: рост сопротивления, сильные колебания и нагрев летательного аппарата;
  • аэродинамика оптимальных тел пространственной формы. Выбор оптимальных форм аппаратов, летящих с большой скоростью и обладающихмалым сопротивлением;
  • неустойчивость и автоколебания в потоках.

Гидродинамическая неустойчивость

Изучаются вопросы неустойчивости – нарастания со временем возмущений в исходном движении. В результате неустойчивости возможен переход к сложному нестационарному – турбулентному – течению. Исследуются неустойчивые режимы обтекания тел, течений сред со сложными физико-химическими свойствами.

Течения со свободной поверхностью

Течения капиллярных пленок вязкой жидкости. На кафедре разработана теория гравитационно-капиллярных периодических и одиночных волн в стекающих пленках вязкой жидкости. Построена математическая модель пленочного нестационарного течения – модель Капицы-Шкадова, – которая положила основу нового успешно развивающегося направления в механике жидкостей. Исследуется широкий круг задач, математические постановки которых диктуются запросами техники и технологии.

Течения струй полимерной жидкости в электростатическом поле. Применение получаемых таким образом полимерных волокон: фильтрующие материалы (справа внизу), теплоизолирующие изделия, сенсорные технологии и др.

Примеры профилей гравитационно-капиллярных волн в стекающих пленках вязкой жидкости (слева – эксперимент, справа – расчет).
Вверху: различные режимы вытягивания струи электростатическим полем из капилляра. Внизу: продольные моды неустойчивости – моделирование и эксперимент.

Механика многофазных сред

Эксперименты по обтеканию тел в сверхзвуковых запыленных потоках.

Аэродинамическая фокусировка наночастиц при взаимодействии ударных волн.

Электрооптические явления в потоке.
Слева – эксперимент, справа – данные расчета профиля концентрации.

Геодинамика

Численное моделирование движений вещества Земли. Обнаружен ответственный за «сборку» континентов эффект погружения холодных слоев среды (на рисунке изображенных сине-голубым цветом) и всплывания нагретых слоев (горячее вещество изображено красно-оранжевым цветом).

По заказу агентства «Роснедра» в целях обоснования границ континентального шельфа в Северном Ледовитом океане проведено моделирование эволюции Арктического региона.

Феномен мантийных переворотов, объясняющий образование суперконтинентов.
Геодинамическое моделирование Арктического региона.

Космическая газовая динамика

Модель взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой. Предложена и совершенствуется модель взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой. Теоретические выводы сопоставляются с данными, получаемыми с космических аппаратов Voyager 1,2; Hubble Space Telescope; SOHO, Ulysses, Pioneer, IBEX.

Газодинамические явления в областях активного звездообразования.

Космический аппарат для исследования гелиосферы.
Холодное вещество в виде «пальцев» и «столбиков» (бирюзовый цвет) содержит молодые звездные объекты и проникает внутрь «пузыря», заполненного нагретым звездой газом (красный цвет).