Уникальные научные установки

Гидрофизический комплекс для моделирования гидродинамических процессов в окружающей среде и их воздействия на подводные технические объекты, а также распространения примесей в океане и атмосфере (ГФК ИПМех РАН) (ГФК ИПМех РАН)

УНУ создана в 2005 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Адрес
  • Центральный
  • 119526, г. Москва, проспект Вернадского, д. 101, корп. 1.
Руководитель работ
  • 👤Чашечкин Юлий Дмитриевич
  • 📞 (495) 434 01 92
  • chakin@ipmnet.ru
Сведения о результативности за 2017 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
нет000.00
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

УНУ включает следующие стенды: –ТСТ1 и 2: 0.50×0.50×0.15 и 0.70×0.70×0.25м,–ЛПБ: 2.4×0.4×0.6 м,–ЭСП: 1.5×0.6×0.6 м,–ЛВК: 9.0×0.6×0.6 м,– БЛИК: 7.1×1.2×1.2 м,–ВТК: 0.64× 0.45×0.70 м,а также вспомогательные устройства и механизмы: стенды создания и контроля стратификации, волнопродукторы, механизмы перемещения моделей, теневые приборы, оптические и акустические системы регистрации, измерители температуры, удельной электропроводности, компьютеризованные системы управления экспериментом и обработки данных, с доступом к сети суперкомпьютеров РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова. Рабочие среды: вода, стратифицированные водные растворы минеральных солей, прозрачные растворы органических веществ. Диапазон параметров моделирования: – Период плавучести: 3-30 с, а также однородная жидкость; – Скорости моделей: 0.0001-3 м/с; – Размеры моделей: 0.01-0.3 м; – Относительная погрешность измерения периода плавучести – не более 3%; – Относительные погрешности измерения параметров физических полей (скорости, плотности, температуры) – не более 5%; – Разрешающая способность оптических инструментов – не хуже 0,1 мм;  – Пространственное разрешение контактных датчиков – не хуже 1 мм;  – Пространственное разрешение по акустическому каналу – не хуже 2 мм; – Рабочая частота гидролокатора – 1 МГц; – Разрешение по видеоканалу по времени - не хуже 10 мкс, по пространству - не хуже 0,1 мм.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

Каждый из стендов УСУ «ГФК ИПМех РАН» включает уникальные оптические элементы и оборудование, которое серийно не выпускается отечественной и зарубежной промышленностью. Функциональные возможности комплекса позволяют моделировать крупномасштабные геофизические течения (с уменьшением размеров), а также нано- и микроструктурные течения с высоким временным и пространственным разрешением, а также выполнять междисциплинарные исследования, в частности, объединенные гидрофизические и медико-биологические по совершенствованию новых методов оценки здоровья человека и эффективности применяемого лечения. От аналогов УСУ «ГФК ИПМех РАН» отличает наличие модельного ряда гидрооптических бассейнов, высокая разрешающая способность оптических и акустических инструментов, техническая оснащенность, позволяющая синхронизовать данные различных измерителей с разрешением до 1 мкс. В силу технической сложности стендов, входящих в состав ГФК ИПМех РАН, высокой стоимости отдельных компонент (таких, как полноразмерные оптические иллюминаторы из высококачественного стекла и оптического кварца, уникальные теневые приборы, вспомогательные устройства, дорогостоящая система видео- и акустической регистрации) полномасштабное дублирование подобных установок экономически нецелесообразно.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • моделирование гидрофизических, акустических, оптических явлений, происходящих в гидросфере и атмосфере, а также  верификация существующих и разрабатываемых физико-математических моделей процессов;
  • изучение вихрей и волн в стратифицированных средах, процессов формирования тонкой структуры среды и ее влияния на динамику течений, а также связей между акустическими полями и гидродинамическими процессами в окружающей среде.

Наиболее значимые научные результаты исследований

По результатам проведенных опытов разработано новое поколение дифференциальных аналитико-численных моделей течений неоднородных жидкостей, основанное на построении полных решений фундаментальных систем уравнений механики и термодинамики. Модели позволяют рассчитывать динамические параметры и тонкую структуру среды без привлечения дополнительных гипотез и связей. Модели обосновывают необходимость разработки новых методик измерений физически наблюдаемых параметров течений жидкости с гарантированной оценкой погрешности данных непосредственно в ходе опытов. Их реализация позволит повысить точность традиционных измерений до 1 – 0.5%, необходимую для реализации методик управления течениями. Проведена идентификация и измерены параметры ранее неизвестных тонкоструктурных компонент внутренних волн, вихрей, конвективных и вынужденных двумерных и трехмерных свободных течений неоднородных жидкостей. Исследованы закономерности распространения и рассеяния звука на тонкоструктурных компонентах стратифицированных течений. Установлены связи между внутренними масштабами течений и интенсивностью рассеяния. Впервые экспериментально установлено отличие картины переноса импульса и вещества в полях внутренних волн в стратифицированной жидкости, полях стоячих гравитационных волн и составных вихрях в однородной жидкости. Впервые установлена корреляция между геометрией подводных течений и акустическим портретом процессов, возникающих при падении капли на свободную поверхность слоя жидкости.

119526, г. Москва, проспект Вернадского, д. 101, корп. 1.
📷

Перечень объектов в составе УНУ (12)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Стенд БЛИК с теневым прибором ИАБ-463
Назначение, основные характеристики
Россия Россия 1999 1
Стенд ВТК
Назначение, основные характеристики
Россия Россия 2005 1
Стенд ЛВК с теневым прибором ИАБ-451
Назначение, основные характеристики
Россия Россия 1996 1
Стенд ЛПБ с теневым прибором ИАБ-453
Назначение, основные характеристики
Россия Россия 1993 1
Стенд СКТ для изучения тонкой структуры конвективных течений с теневым прибором ИАБ-451
Назначение, основные характеристики
СССР Россия 1990 1
Стенд ЭСП с интерфейсом сбора данных, лазерными детекторами, теневым прибором ИАБ-451, скоростной видеокамерой Optronis CR3000x2, гидрофоном ГИ-54
Назначение, основные характеристики
Россия, Германия Россия 2005 1
Стенд микроскопии структуры микротечений (ММТ)
Назначение, основные характеристики
Россия Россия 2009 1
Динамики и структуры осциллирующих течений (ДСО)
Назначение, основные характеристики
Россия Россия 2009 1
Стенд визуализации тонкоструктурных компонент быстропротекающих процессов в жидкости (ТБП)
Назначение, основные характеристики
Россия Россия 2012 1
ДДТ стенд для исследования динамики двухслойных течений
Назначение, основные характеристики
ИПМех РАН Россия 1997 1
ВТП стенд для изучения вихревых течений с кручением и перетоком
Назначение, основные характеристики
ИПМех РАН Россия 2005 1
ТВП стенд исследования тонкой структуры волновых полей
Назначение, основные характеристики
ИПМех РАН Россия 2005 1

Услуги (6)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Экспериментальное и численное моделирование обтекания тел
Рациональное природопользование
Эксперименты с высыхающими каплями на УСУ "ГФК ИПМех РАН"
Науки о жизни
Лабораторные работы для студентов по экспериментальным данным, полученным на УСУ "ГФК ИПМех РАН"
Рациональное природопользование
Моделирование обтекания диска турбины или винта
Рациональное природопользование
Моделирование стратифицированных течений
Рациональное природопользование
Экспериментальные исследования течения на диске и топографии дна
Рациональное природопользование

Методики (7)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Математическое и лабораторное моделирование коротких внутренних волн в непрерывно стратифицированных жидкостях; для студентов
Методика регистрации тонкой структуры картины переноса вещества падающих в жидкость капель ИПМех РАН 02.06.2016
Методика синхронной регистрации ключевых элементов течений и параметров акустических сигналов при падении капель в жидкость ИПМех РАН 14.04.2016
Методика генерации композиционных вихрей в двухслойных смешивающихся и несмешивающихся жидкостях со свободной поверхностью
Методика исследования инерциальных волн в неоднородных средах
Методика лазерных дистанционных измерений амплитудно-фазовых характеристик нестационарных акустических пучков и возбуждаемого поверхностного волнения.
Методика генерации стабильных низкочастотных внутренних волн (диапазон частот 0.01 – 0.1 Гц) протяженными телами

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий