Общеинститутский семинар
14 апреля 2026 года в 10.30 часов в конференц-зале состоится Общеинститутский семинар.
Тема доклада: «Панорамные методы диагностики потоков: разработка, создание измерительных комплексов и применение для исследования струйных течений». Доклад по теме диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности номер и название 1.1.9 – механика жидкости, газа и плазмы.
Докладчик: – заместитель директора по научной работе, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник лаборатории процессов переноса в многофазных системах.
Научный консультант: – академик РАН, д.ф.-м.н., директор ИТ СО РАН.
Аннотация доклада: Разработка и внедрение нового наукоемкого измерительного оборудования в значительной степени способствует развитию технологий, как в области приборостроения, так в областях применения такого оборудования (энергетика, химическая и нефтегазовая промышленность, транспорт, космос и др.). Среди измерительных инструментов для диагностики сплошных сред бесконтактные методы занимают особое место, ведь одним из важнейших их преимуществ является отсутствие возмущающего влияния на поток. В свою очередь, полевые методы диагностики претендуют на особое положение, так как позволяют регистрировать мгновенную картину течений сразу во всем выбранном сечении или объеме потока. Это обстоятельство становится принципиально важным, когда речь идет о диагностике нестационарных турбулентных потоков, в особенности, содержащих крупномасштабные вихревые структуры. Обработка данных на пространственных сетках позволяет рассчитывать широкий набор характеристик, таких как пространственные производные, статистические величины, пространственные и пространственно-временные корреляции.
Целью работы является развитие современных бесконтактных оптических методов диагностики потоков для создания на их основе измерительных комплексов и их применения для решения ряда научно-прикладных задач и изучения процессов тепломассопереноса в осесимметричных струйных течениях.
В работе свое развитие получили четыре оптико-информационных метода бесконтактной диагностики потоков. Для метода анемометрии по изображениям частиц исследованы и протестированы алгоритмы корреляционной обработки данных для расчета смещения трассеров. Для томографического метода измерения скорости в объеме потока впервые применен метод максимизации энтропии для реконструкции трехмерных изображений частиц-трассеров. Для метода плоскостной лазерно-индуцированной флуоресценции исследованы методы повышения точности измерений и реализована комбинация с методом анемометрии для одновременных измерений полей скорости и температуры. Для интерферометрического метода измерения размера капель проведен анализ погрешности и рассмотрена оптическая схема с установкой камеры нормально к лазерному ножу, позволяющая проводить одновременные измерения размера и скорости капель.
На основе разработанных методов были созданы опытные образцы измерительных систем, которые легли в основу первого отечественного оптико-информационного измерительного комплекса «ПОЛИС». Созданные в работе программные подходы и аппаратные решения были интегрированы в единую гибкую программно-аппаратную архитектуру, позволяющую реализовать широкий набор полевых методов диагностики одно- и двухфазных потоков. Разработанные измерительные системы успешно прошли стадию коммерциализации, производятся мелкосерийно и используются в ряде научных и образовательных организаций России. Разработанные подходы были адаптированы и применены для: измерения полей скорости в пограничном слое; исследования течений в моделях энергетических устройств, исследования перемешивания в микромиксерах и гидродинамики течения в двухжидкостных микрореакторах.
В последнем разделе представлены результаты применения панорамных методов для исследования осесимметричной импактной струи. При помощи метода анемометрии с высоким пространственным разрешением и методики условного осреднения показано, что отрыв потока в пристенной области натекания струи связан с прохождением крупномасштабных когерентных структур, а вклад когерентных структур в кинетическую энергию турбулентности соизмерим с вкладом прочих масштабов. Впервые для импактной струи рассчитаны все члены уравнения баланса кинетической энергии турбулентности, включая диссипативный член. Комбинация методов измерения скорости и температуры применена для исследования конвективного теплопереноса в пристенной части осесимметричной турбулентной импактной струи, натекающей на нагреваемую поверхность. Измерены корреляции пульсаций скорости и пульсаций температуры, характеризующие интенсивность турбулентного переноса тепла.
Таким образом, в диссертации поставлена, обоснована и решена крупная научно-техническая проблема разработки современных полевых бесконтактных методов исследования одно- и двухфазных потоков. Ряд методов получили свое развитие в части улучшения их технических характеристик. На основе разработанной единой программно-аппаратной архитектуры были созданы и успешно внедрены отечественные измерительные комплексы ПОЛИС. Применение разработанных методов позволило получить ряд приоритетных научных результатов по исследованию гидродинамических характеристик осесимметричных импактных струй, микрореакторов и микромиксеров.
По материалам диссертации опубликовано 69 печатных работ, в том числе в журналах из перечня ВАК – 26 статей (из них 10 в международных изданиях). Зарегистрировано 4 результата интеллектуальной деятельности. Имеется 11 актов (справок) о внедрении. Работа отмечена премией правительства в области науки и техники, а также другими наградами и дипломами, представлена на международных и всероссийских мероприятиях.
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте теплофизики им.С.С.Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук.
Приглашаются научные сотрудники!
Рустам Илхамович Мулляджанов д.ф.-м.н., заведующий