Лаборатория проблем тепломассопереноса

Заведующий лабораторией, д.т.н., проф. РАН Наумов Игорь Владимирович

Тематика лаборатории

• Фундаментальная гидродинамика вихревых и закрученных течений. Исследование распада вихря, гистерезисных и бифуркационных явлений, топологических переходов в замкнутых и открытых закрученных потоках, включая многофазные и многожидкостные системы.
• Вихревые технологии для гидро- и возобновляемой энергетики. Моделирование гидротурбин, подавление пульсаций давления в отсасывающих трубах, разработка методов диагностики и управления оптимальными режимами работы микро- и пикогидротурбин.
• Вихревые биореакторы и интенсификация биотехнологических процессов. Разработка и исследование вихревых биореакторов для интенсивного культивирования, использование вихревых структур для интенсификации массообмена в биологических и химических процессах.
• Кавитационные течения и управление ими. Экспериментальное изучение кавитации на гидрокрыльях в каналах, влияние текстурированных поверхностей на возникновение и развитие кавитационных явлений.
• Экспериментальные методы и системы диагностики потоков. Развитие и применение оптических (PIV, SPIV, LDV), акустических, гидродинамических методов для реконструкции и анализа нестационарных вихревых структур, создание устройств и программных комплексов для экспресс-диагностики течений.
• Прикладные тепломассообменные устройства. Создание инженерных основ новых типов абсорбционных бромистолитиевых преобразователей теплоты, аппаратов мгновенного вскипания, установок термического обессоливания воды и другого энергоресурсосберегающего оборудования. Исследование проблем приготовления и сжигания комплексных суспензионных и эмульсионных топлив в энергетических котлах.Исследование динамики крупномасштабных вихревых структур, образующихся в закрученных течениях.

Основные публикации

• Suslov D.A., Skripkin S.G. Manipulation of vortex core characteristics in an expanding swirling flow by multijet injection // Physics of Fluids. – 2026. – Т. 38. – № 2.
• Suslov D., Skripkin S. Active Control of the Precession Frequency of the Vortex Core Using Rotating Jets // Energies. – 2026.
• Miroshnichenko E.S., Zheleznova S.N., Ignateva D.A., Naumov I.V., Dimov S.V., Kapranov S.V., Gevorgiz R.G. Intensive cultivation of Salileptolyngbya sp. IBSS-CYA-8 on microcarriers in a suspended-solid phase photobioreactor // Journal of Applied Phycology. – 2026. – р. 1-19.
• Gevorgiz R.G., Naumov I.V., Sharifullin B.R., Skripkin S.G., Zheleznova S.N., Klochkova V.S., Kapranov S.V. A new approach to microalga Porphyridium purpureum (Bory) Ross cultivation based on a pilot-scale vortex photobioreactor // Bioresource Technology Reports. – 2026. – С. 102773.
• Suslov D.A., Skripkin S.G., Shtork S.I. Effect of multi-jet flow control on the vortex core in a simplified Francis turbine model // Physics of Fluids. – 2025. – V. 37. – Iss. 9. – 095116. – 13 p.
• Sharifullin B.R., Skripkin S.G., Shtern V.N., Naumov I.V. Energy-efficient vortex flow intensification by adaptive wall rotation in centrifugal reactors // Experiments in Fluids. – 2025. – V. 66. – Iss. 9. – 208. – 16 p.
• Skripkin S.G., Tintulova M.V., Naumov I.V., Shtern V.N. Hysteresis and bifurcations at spin up and spin down of a two-liquid vortex // Physics of Fluids. – 2025. – V. 37. – Iss. 5. – 054102. – 13 p.
• Naumov I. V., Tintulova M.V., Sharifullin B.R., Shtern V.N. Topological transformations of meridional motion in a three-liquid vortex // Physics of Fluids. – 2024. – Т. 36. – № 6.
• Salnikov M.V., Vozhakov I.S., Naumov I.V., Mullyadzhanov R.I. Swirling flow of two immiscible fluids in a cylindrical container: Lattice Boltzmann and volume-of-fluid study // Physics of Fluids. – 2024. – Т. 36. – № 1.
• Kravtsova A.Y., Tsoy M.A., Skripkin S.G., Litvinova D.V., Sikovsky D.P., Markovich D.M. Behavior of hydrofoil cavitation in a slit channel // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2024. – Т. 232. – С. 125974.
• Naumov I.V., Gevorgiz R.G., Skripkin S.G., Tintulova M.V., Tsoi M.A., Sharifullin B.R. Experimental study of the topological flow transformations in an aerial vortex bioreactor with a floating washer // Biotechnology Journal. – 2023. – Т. 18. – № 8. – С.2200644.
• Naumov I.V., Gevorgiz R.G., Skripkin S.G., Tintulova M.V., Tsoy M.A., Sharifullin B.R. Topological flow transformations in a universal vortex bioreactor // Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. – 2023. – Т. 191. – С. 109467.
• Skripkin S., Suslov D., Plokhikh I., Tsoy M., Gorelikov E., Litvinov I. Data-driven prediction of unsteady vortex phenomena in a conical diffuser // Energies. – 2023. – Т. 16. – № 5. – С. 2108.
• Tsoy M., Skripkin S., Litvinov I. Two spiral vortex breakdowns in confined swirling flow // Physics of Fluids. – 2023. – Т. 35. – № 6.
• Skripkin S.G., Starinskiy S.V., Tsoy M.A., Vasiliev M.M., Kravtsova A.Y. Effect of a textured surface on the occurrence and development of cavitation on the hydrofoil // Physics of Fluids. – 2023. – Т. 35. – № 2.
• Sharifullin B.R., Skripkin S.G., Naumov I.V., Zuo Z., Li B., Shtern V.N. Intense Vortex Motion in a Two-Phase Bioreactor // Water. – 2023. – № 15 (1). – p. 94. 
• Suslov D., Litvinov I., Gorelikov E., Shtork S., Wood D. Laboratory modeling of an axial flow micro hydraulic turbine // Applied Sciences. – 2022. – № 12 (2). – p. 573. 
• Platonov D.V., Minakov A.V., Sentyabov A.V., Shtork S.I., Skripkin S.G., Lobasov A.S. Investigation of the precessing vortex core reconnection phenomenon // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2022. – V. 96. – 109006.  
• Litvinov I., Sharaborin D., Gorelikov E., Dulin V., Shtork S., Alekseenko S. and Oberleithner K. Modal decomposition of the precessing vortex core in a hydro turbine model // Appl. Sci.  – 2022. – № 12. – 5127. 
• Okulov V.L, Sharifullin B.R., Okulova N., Kafka J., Taboryski R., Sørensen J.N., Naumov I.V. Influence of nano- and micro-roughness on vortex generations of mixing flows in a cavity // Physics of Fluids. – 2022. – V. 34 (3). – Р. 032005. 
• Naumov I.V., Skripkin S.G., Gusev G.E., Shtern V.N. Hysteresis in a two-liquid whirlpool // Physics of Fluids. – 2022. – V. 34 (3). – 0320108. 
• Степанов К.И., Мухин Д.Г. Анализ эффективности абсорбционного бромистолитиевого термотрансформатора (АБТТ) с двухступенчатой абсорбцией в составе газифицированных энергетических установок // Теплоэнергетика. – 2021. – № 1. – c. 43–51. 
• Okulov V.L., Naumov I.V., Kabardin I.K., Litvinov I.V., Markovich D.M., Mikkelsen R.F., Sørensen J.N., Alekseenko S.V., Wood D.H. Experiments on Line Arrays of Horizontal-axis Hydroturbines // Renewable Energy. – 2021. – V. 163. – p. 15–12.
• Шторк С.И., Литвинов И.В., Гореликов Е.Ю., Суслов Д.А. Определение параметров осевой пикогидротурбины для различных режимов работы // Теплофизика и аэромеханика. – 2021. – Т. 28. – № 4. – c. 637–640.
• Litvinov I.V., Suslov D.A., Gorelikov E.U. and Shtork S.I. Swirl number and nozzle confinement effects in a flat-vane axial swirler // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2021. – V. 91.  
• Skripkin S.G., Gesheva E.S., Shrork S.I. The observation of twin vortex merging at air injection in swirling water flow // Interfacial Phenomena and Heat Transfer. – 2021. – V. 9 (4). – p. 17–26. DOI:10.1615/InterfacPhenomHeatTransfer.2021040829.
• Наумов И.В., Штерн В.Н. Двухэтажное торнадо // Природа. – 2021. – № 4. – c. 12–19.
• Naumov I.V., Skripkin S.G., Shtern V.N. Counter flow slip in a two-fluid whirlpool // Physics of Fluids. – 2021. – V. 33 (6). – P. 061705. 
• Naumov I.V., Sharifullin B., Shtern V.N. Vortex breakdown in the lower fluid of a two-fluid swirling flow // Physics of Fluids. – 2020. – V. 32 (1). – Р. 014101. 
• Carrión L., Naumov I.V., Sharifullin B.R., Herrada M.A., Shtern V.N. Formation of dual vortex breakdown in a two-fluid confined flow // Physics of Fluids. – 2020. – V. 32 (10). – Р. 104107. 
• Naumov I.V., Sharifullin B.R., Tsoy M.A., Shtern V.N. Dual vortex breakdown in a two-fluid confined flow // Physics of Fluids. – 2020. – V. 32 (6). – Р. 061706. 
• Alekseenko S.V., Anufriev I.S., Dekterev A.A., Kuznetsov V.A., Maltsev L.I., Minakov A.V., Chernetskiy M.Yu., Shadrin E.Yu., Sharypov O.V. Experimental and numerical investigation of aerodynamics of a pneumatic nozzle for suspension // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2019. – V. 77. – P. 288–298. 
• Naumov I.V., Sharifullin B.R., Tsoy M.A. Experimentally investigating the instability onset in closed polygonal containers // Experiments in Fluids. – 2019. – V. 60. – Р. 178. 
• Naumov I.V., Glavniy V.G., Sharifullin B., Shtern V.N. Formation of a thin circulation layer in a two-fluid rotating flow // Physical Review Fluids. – 2019. – V. 4 (5). – Р. 054702.
• Skripkin S., Tsoy M., Kuibin P., Shtork S. Swirling flow in a hydraulic turbine discharge cone at different speeds and discharge conditions // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2019. – V. 100. – P. 349–359.
• Litvinov I.V., Sharaborin D.K., Shtork S.I. Reconstructing the structural parameters of a precessing vortex by SPIV and acoustic sensors // Experiments in Fluids. – 2019. – V. 60. – Paper 139. – 18 pages.
• Litvinov I., Shtork S., Gorelikov E., Mitryakov A., Hanjalic K. Unsteady regimes and pressure pulsations in draft tube of a model hydro turbine in a range of off-design conditions // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2018. – V. 91. – р.410–422.
• Naumov I.V., Herrada M.A., Sharifullin B., Shtern V.N. Slip at the interface of a two-fluid swirling flow // Physics of Fluids. – 2018. – V. 30 (7). – Р.  074101.  
• Naumov I.V., Herrada M.A., Sharifullin B., Shtern V.N. Hysteretic growth and decay of a waterspout column // Physical Review Fluids. – 2018. – V. 3 (2). – 024701. 
• Вихревые явления и их влияние на процессы переноса // под ред. С. В. Алексеенко и И. В. Наумова. Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН. Новосибирск: ИПЦ НГУ. 2018. 362 с. ISBN 978-5-4437-0808-9. формат 70х100/16. усл. печ. л. 29,1.

Патенты

• Суслов Д.А., Скрипкин С.Г., Гореликов Е.Ю., Цой М.А., Шторк С.И. Способ подавления пульсаций давления в гидротурбине. Патент на ИЗ №2831741. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 12.12.2024. Приоритет. 14.12.2023.
• Мальцев Л.И., Алексеенко С.В. Устройство для разработки и удаления донных отложений под водой. Патент на ИЗ №2846065. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 29.08.2025. Приоритет. 31.03.2025.
• Мальцев Л.И., Алексеенко С.В. Способ использования грунтозаборного устройства. Патент на ИЗ №2846067. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 29.08.2025.  Приоритет. 31.03.2025.
• Меледин В.Г., Кабардин И.К., Двойнишников С.В., Бакакин Г.В., Зуев В.О., Какаулин С.В., Мухин Д.Г., Павлов В.А. Устройство проверки эффективности противообледенительных методов. Патент на ИЗ №2832792. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 09.01.2025.  Приоритет. 20.12.2023.
• Степанов К.И., Мухин Д.Г. Щелевое оросительное устройство. Патент на ИЗ №2848588. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 21.10.2025.  Приоритет. 28.03.2025.
• Мальцев Л.И., Алексеенко С.В., Дектерев А.А., Кузнецов В. А. Устройство забора со дна водоёма грунта, загрязнённого вязкими углеводородными массами. Патент на ИЗ. Приоритет 03.04.2025.
• Мальцев Л.И., Алексеенко С.В., Дектерев А.А., Кузнецов В.А. Способ забора со дна водоема грунта, загрязнённого вязкими углеводородными массами. Патент на ИЗ. Приоритет 24.07.2025.
• Скрипкин С.Г., Суслов Д.А., Цой М.А., Шторк С.И. Способ диагностики течения в вихревой камере Патент на ИЗ №2814804. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 04.03.2024. Приоритет. 07.12.2023.
• Скрипкин С.Г., Суслов Д.А., Гореликов Е.Ю., Шторк С.И. Устройство для диагностики течения в вихревой камере Патент на ИЗ №2819586. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 21.05.2024. Приоритет. 07.12.2023.
• Мальцев Л. И., Алексеенко С. В., Дектерев А. А., Кузнецов В. А. Горелочное устройство Патент на ИЗ №2810856. Зарегистрирован в Гос. Реестре. 28.12.2023. Приоритет. 21.07.2023.
• Наумов И.В., Штерн В.Н. Способ интенсификации биологических и химических процессов c использованием несмешиваемых жидких сред различной вязкости. Патент РФ на изобретение № RU 2776642 от 22.07.2022 г.
• Скрипкин С.Г., Цой М.А., Шторк С.И. Способ определения оптимальных режимов работы гидротурбин. Патент РФ на изобретение № 2773083, дата регистрации в Государственном реестре изобретений РФ 30.05.2022 г. Приоритет изобретения 17.06.2021 г., номер заявки 2021117495, срок действия 17.06.2041 г. Патентообладатель ИТ СО РАН.
• Гореликов Е. Ю., Литвинов И. В., Шторк С. И. Горелочное устройство. Патент на изобретение № 2777176. Заявка №2021137655 от 20.12.2021 г. Дата государственной регистрации 01.08.2022 г. Срок действия до 20.12.2041 г. Патентообладатель ИТ СО РАН.
• Гореликов Е.Ю., Литвинов И.В., Суслов Д.А., Шторк С.И. Стенд для моделирования режимов течения в отсасывающей трубе гидротурбины. Патент на полезную модель № 202408, заявка №2020132648 от 01.10.2020 г., зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 16.02.2021 г. Патентообладатель НГУ.
• Шторк С.И., Литвинов И.В., Гореликов Е.Ю., Суслов Д.А. Способ определения оптимального режима работы микрогидротурбины. Заявка № 2020132314 от 01.10.2020 г. Патент РФ № 2755960. Дата регистрации 23.09.2021 г. Патентообладатель ИТ СО РАН.
• Скрипкин С.Г., Цой М.А., Шторк С.И. Комплекс экспериментального моделирования распределения скорости в гидротурбинах. Патент на изобретение. Заявка № 2020143218 от 27.12.2020 г. Дата регистрации 28.12.2021 г.  Патентообладатель ИТ СО РАН.
• Цой М.А., Скрипкин С.Г., Шторк С.И. Программа обработки данных высокоскоростной визуализации для анализа частотных характеристик кавитационных течений. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020665117. Заявка № 2020664242, дата поступления 18.11.2020 г.  Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 23.11.2020 г. Правообладатель ИТ СО РАН.
• Шторк С.И., Гореликов Е.Ю., Литвинов И.В., Гешева Е.С., Алексеенко С.В. Двухступенчатая вихревая горелка со ступенью для генерациистационарного спирального вихря. Патент на полезную модель № 191614, заявка №2018146207, приоритет полезной модели 25.12.2018 г., зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 14.08.2019 г. Патентообладатель ИТ СО РАН.
• Шторк С.И., Наумов И.В., Попов Ю.С., Литвинов И.В., Окулов В.Л. Способ комплексной экспресс диагностики периодического нестационарного вихревого течения и устройство для его реализации. Патент РФ №2647157. Приоритет изобретения 14.12.2016 г. Положительное решение от 19.01.2018 г. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 14.03.2018 г. Патентообладатель ИТ СО РАН.Наумов И.В., Штерн В.Н. Способ интенсификации биологических и химических процессов c использованием несмешиваемых жидких сред различной вязкости. Патент РФ на изобретение № RU 2776642 от 22.07.2022 г.

Проекты

Реализация проекта грантов в области науки в форме субсидий из федерального бюджета на обеспечение проведения научных исследований российскими научными организациями и (или) образовательными организациями высшего образования совместно с организациями стран БРИКС в рамках обеспечения реализации программы двух- и многостороннего научно-технологического взаимодействия под названием «Реверсивные насос-турбины с переменной скоростью вращения импеллера для аккумулирования энергии».

Список сотрудников