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 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да4130.00
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
- наиболее востребованная услуга
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
- наиболее востребованная услуга
Рациональное природопользование
Моделирование стратифицированных течений
Рациональное природопользование
Экспериментальные исследования течения на диске и топографии дна
- наиболее востребованная услуга
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