С 30 мая по 1 июня в Институте теплофизики СО РАН им С.С. Кутателадзе прошел Международный форум ЕВРОМЕХ Коллоквиум «Динамика концентрированных вихрей» (EUROMECH Colloquium «Dynamics of concentrated vortices»).

Мероприятие длилось три дня, программа форума была насыщенной. В нем приняли участие около 20 зарубежных ученых из Англии, США, Японии и других стран мира, а также специалисты из разных городов России. Все доклады были разбиты по нескольким секциям:

· Концентрированные вихри (динамика вихревых нитей, винтовые вихри, неустойчивости и волны на вихрях, распад вихря, прецессия вихревого ядра);

· Теоретические и экспериментальные методы моделирования закрученных потоков с концентрированными вихрями;

· Динамика квантовых вихрей в сверхтекучей жидкости;

· Концентрированные вихри в технических приложениях;

· Теплообмен и горение в закрученных потоках, двухфазные вихревые течения.

 

Тематика Коллоквиума соответствует темам многих проектов РФФИ и РНФ, выполнявшихся и выполняемых в ИТ СО РАН и других организациях.

Конференция проводится от имени Европейского общества механиков, и является одним из самых престижных международных мероприятий для ученых, специализирующихся в этой области науки. Это сравнительно небольшой коллоквиум, поэтому на нем звучат только устные доклады, количеством не больше 60. Что не умаляет его значимости. В год проводится примерно два десятка таких форумов и считается почетным стать его организатором. Проводить его и участвовать в мероприятии имеют право только члены Евромеха. В России Евромех коллоквиумы проводятся очень редко, было всего около трех симпозиумов, один из них состоялся много лет назад в ИТ СО РАН.

Цель проведения Коллоквиума - организовать встречу ученых, изучающих проблемы, относящиеся к концентрированным вихрям. Обмен идеями по вопросам моделирования и экспериментального изучения вихревых течений позволяет участникам Коллоквиума найти точки соприкосновения и углубить понимание сложной природы вихревых явлений, а также процессов развития неустойчивостей и распада вихря в различных технических устройствах. Встреча экспертов из различных областей науки, теоретиков, расчетчиков и экспериментаторов  способствует вскрытию механизмов, присущих явлениям, связанным с концентрированными вихрями.

Вихревые течения различных типов часто встречаются и в природе и в технологиях, в технике. Кроме того, это ключевое понятие в теплофизике.

«Мы рассматриваем очень интересную тему, наверное, одну из самых интересных в науке – это так называемые концентрированные вихри. Легко понять, что это такое, взять хотя бы торнадо – это пример концентрированного вихря, который приносит большие разрушения. Слово «концентрированный» означает концентрацию «завихренности» (одно из основных понятий гидродинамики). Применимость данной концепции невероятно широка -- от микромира до макромира. Микромир – это квантовые вихри, диаметр вихря – всего один атом. Квантовая турбулентность, например, описывается на основе концепции квантовых вихрей.  Максимальный же масштаб связан с размером Вселенной. Есть теория, что Вселенная образовалась от обыкновенной вихревой трубки, концентрированного вихря. Постепенно, за счет перезамыканий, взаимодействий, возникло много степеней свободы, и в итоге на границах этой вихревой трубки образовалась масса, из которой произошли все Галактики. И даже сейчас, наблюдая за образованием вихрей очень больших размеров, можно сделать такие выводы.  Я показывал слайды – размер вихря там был 27 световых лет. Это – масштаб Вселенной», -- рассказал директор ИТ СО РАН С.В. Алексеенко.

Первым в Академгородке проблемами вихрей заинтересовался сам Лаврентьев. А первые исследования в этой области были связаны с изучением турбулентности, а именно вихрей, образующихся при полете самолета.  Труды Лаврентьева продолжают его ученики. Так, директор Института гидродинамики СО РАН Сергей Валерьевич Головин представил интересный доклад по магнитному перезамыканию, которое ответственно за солнечные вспышки. Кроме того, в Новосибирском Академгородке проблемами вихрей занимаются в ИТПМ, там работы связаны в основном с авиацией, с образованием вихрей при обтекании крыльев самолета.

В Институте теплофизики эта тематика велась давно, ее начинал еще С.С. Кутателадзе, который занимался вихревыми течениями для обоснования моделей турбулентности и для интенсификации процессов тепломассопереноса. Затем, как рассказал Сергей Владимирович Алексеенко, он подхватил инициативу вместе со своей группой исследователей.

«Мы начали исследовать тонкую структуру вихрей. Изучали формы, как именно ими можно управлять, как измерять характеристики таких сложных процессов. И могу сказать, что многие результаты были получены нами впервые в мире, например, так называемая двойная спираль, состоящая из двух переплетенных вихревых нитей. Постепенно мы начинали понимать структуру вихревых течений, и управлять этими процессами. Чем больше вихревых нитей в пространстве, тем больше процессов переноса. Две нити гораздо лучше для технологического процесса, чем одна. И вот, с помощью метода, развитого в ИТ - Particle image velocimetry (PIV) или полевого метода измерения скорости (он означает возможность в пространстве измерять сразу все поле скоростей), и дополнительных методик, мы обнаружили вихревые структуры в пламени. А это значило, что мы можем управлять также и процессом горения. Не только в большом объеме в камере, но и непосредственно факелом! А ведь это -- одна из главных проблем в теплоэнергетике, и вообще, в разных процессах горения! Получалось, если мы понимаем процесс образования вихрей, можем ими управлять -- размером и т.д., следовательно, мы можем управлять процессами тепломассопереноса, а значит и технологическими процессами», -- отметил он.

Исследования Института имеют и вполне практическое применение. В 2012 году коллектив из 10 человек  получил премию Правительства РФ за внедрение в практику вихревых технологий. В первую очередь здесь подразумеваются вихревые топки.

«За счет организации вихря получается очень эффективный тепломассобмен, поэтому мы можем в несколько раз уменьшить размеры топочной камеры, что удобно в применении», -- отметил Сергей Владимирович Алексеенко.

По словам Сергея Владимировича, со многими из присутствующих на конференции налажено тесное, многолетнее сотрудничество. В частности, сопредседатель Оргкомитета профессор Валерий Окулов, выходец из ИТ СО РАН, несколько лет работает в университете Дании, взаимодействует с профессором Соренсеном (Jens Sorensen), и еще несколькими участниками. Кроме того, есть совместные статьи с представителями Канады, Японии и т. В форуме принял участие уже практически российский профессор Кемал Ханъялич.

Профессор Кунуги (T. Kunugi Kyoto University, C3 Kyoto-Daigaku Katsura, Saikyo, Kyoto, Japan) рассказал, что его работа очень близка к тематике работ профессора Алексеенко, это двухфазные потоки и их поведение в ядерных реакторах. В настоящем реакторе очень сложно проводить работы, поэтому  используют эксперименты с воздухом и водой, чтобы смоделировать работу ядерного реактора. Проблема эта особенно актуальна для японцев в связи с недавней трагедией в Фокусиме. По словам профессора, проблема возникла из-за того, что в реакторе стержни охлаждаются паром и водой, а в данном случае вся вода испарилась, поскольку прекратил работу насос. После осушения стержня пар прореагировал с топливным стержнем, произошла химическая реакция, получился водород, и последовал взрыв.

«Стало понятно, что нам нужны более безопасные реакторы. Мы занимаемся исследованиями, изучаем, что нужно делать для того, чтобы удержать воду на поверхности стержня.  И достичь этого можно только изучением поведения этих двух компонентов – воздуха и воды», -- отметил он.

Роберт Миккельсен (R. Mikkelsen, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark):

 «Я впервые в России, представляю Датский технический университет, факультет ветроэнергетики. Занимаюсь  роторной гидродинамикой – исследованием вихревых следов позади ротора, генератора. Создаю различные установки, модели ветрогенераторов. За последние 20 лет идет сотрудничаем с В.Окуловым и И.Наумовым (ИТ СО РАН),  проводим испытания модели роторов в водяном канале».

Рика Ренцо (Renzo L. Ricca, Department of Mathematics & Applications, U. Milano-Bicocca, ITALY):

«Я первый раз в Новосибирске. Много лет назад, будучи юным, я впервые побывал в вашей стране.  С тех пор был не раз, впечатления менялись. Я прикладной математик, занимаюсь геометрией и топологией течения. Последние два десятилетия – комплексными системами, расчетами.

Евромех – очень важное событие в научном мире, привлекающее своей значимостью. Интересно совмещение мирового опыта и местного, есть возможность узнать побольше об исследованиях учреждения, на базе которого он проводится. Я не сотрудничал с вашим институтом, но неплохо знаком с работами здешних ученых».

Как резюмировал Сергей Владимирович Алексеенко, с учетом актуальности тематики на форуме обсудили все достижения последних лет, завязались новые контакты и появились новые планы работ.

Пресс-релиз ИТ СО РАН

Похожие новости

  • 07/09/2017

    Юбилей ИГиЛ СО РАН собрал научный форум

    В новосибирском Академгородке проходит Всероссийская конференция с международным участием «Современные проблемы механики сплошных сред и физики взрыва», посвященная 60-летию Института гидродинамики им.
    2942
  • 07/06/2017

    На базе ИТПМ СО РАН прошла конференция «Высокоэнергетические процессы в механике сплошной среды»

    Открывшаяся в новосибирском Академгородке XXV Всероссийская конференция с международным участием "Высокоэнергетические процессы в механике сплошной среды" посвящена 60-летию Института теоретической и прикладной механики им.
    2427
  • 23/11/2020

    В Новосибирске прошел Региональный онлайн форум «Ученые Сибири: наука и творчество», посвященный 120-летию академика Лаврентьева

    ​​17 – 18 ноября в Новосибирске проходил Региональный онлайн форум «Ученые Сибири: наука и творчество», посвященный 120-летию академика Михаила Алексеевича Лаврентьева. Форум проходил в онлайлн-платформе Zoom и собрал около 200 участников из Новосибирска, Новосибирской, Кемеровской, Томской областей, городов Москва, Новосибирск, Тверь: 102 подключения, в том числе 5 групповых подключений (классы).
    688
  • 25/10/2019

    В СО РАН обсудили проекты РФФИ для экономики Новосибирской области

    24 октября 2019 года в СО РАН состоялась II конференция «Проекты, поддержанные Правительством Новосибирской области и Российским фондом фундаментальных исследований, для экономики региона». Министр науки и инновационной политики Новосибирской области Алексей Васильев рассказал о мерах поддержки научной и инновационной деятельности в Новосибирской области.
    2505
  • 14/08/2016

    Всероссийская школа-конференция с международным участием «Химия и физика горения и дисперсных систем»

    ​Организационный комитет Всероссийской школы-конференции «Химия и физика горения и дисперсных систем» приглашает принять участие в конференции, посвящённой 110-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР Александра Алексеевича Ковальского, которая будет проводиться в Новосибирске с 19 по 20 сентября 2016 года в Институте химической кинетики и горения СО РАН.
    2969
  • 15/05/2018

    III Всероссийская научная конференция «Теплофизика и физическая гидродинамика» с элементами школы молодых ученых

    ​Конференция «Теплофизика и физическая гидродинамика» пройдет в г. Ялта, Республика Крым с 10 по 16 сентября 2018 года. Конференция посвящена фундаментальным проблемам современной теплофизики и гидрогазодинамики и является продолжением серии Всесоюзных конференций молодых исследователей, проводимых при участии Института теплофизики СО РАН (Новосибирск) с 70-х годов.
    2297
  • 05/05/2021

    VI Всероссийская научная конференция «Теплофизика и физическая гидродинамика» и Научная молодежная школа «Теплофизика и физическая гидродинамика: современные вызовы»

    ​22-29 августа 2021 года в Севастополе состоится VI Всероссийская научная конференция «Теплофизика и физическая гидродинамика» и Научная молодежная школа «Теплофизика и физическая гидродинамика: современные вызовы».
    1143
  • 28/11/2017

    Конференция «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках» прошла в Новосибирске

    ​Вихри — течение жидкости, когда совершается круговое движение вокруг воображаемой оси, — можно наблюдать на самых разных уровнях: это и «буря» в стакане, и разрушительные торнадо, и даже процессы в космосе.
    1549
  • 29/09/2016

    Международный семинар «Проблемные вопросы тепломассообмена при фазовых превращениях и многофазных течениях в современных аппаратах химической технологии и энергетическом оборудовании»

    Международный семинар с элементами научной школы для молодых ученых «Проблемные вопросы тепломассообмена при фазовых превращениях и многофазных течениях в современных аппаратах химической технологии и энергетическом оборудовании» (ISHM V) будет проведён в Новосибирске на базе Института теплофизики им.
    1962
  • 24/01/2020

    Первые международные энергетические чтения пройдут в Сочи

    С 12 по 14 февраля в научно-техническом университете «Сириус» состоятся первые «Международные сочинские энергетические чтения». В рамках мероприятия эксперты ассоциации «Глобальная энергия» прочтут лекции на актуальные темы современной энергетики и оценят проекты школьников, студентов и начинающих специалистов.
    1318