НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ГИДРОАЭРОМЕХАНИКЕ И ЭКОЛОГИИ

ИЗ ИСТОРИИ ОТДЕЛА

Отдел создан в 2000 году на базе лаборатории гидродинамики отрывных течений отдела течений со свободными границами, которой с 1987 года руководил кандидат технических наук А. И. Цыганюк (с 1987 по 1989 год лаборатория находилась в составе отдела гидробионики и управления пограничным слоем). Продолжительное время отдел возглавлял член-корреспондент НАН Украины, докт. физ.-мат. наук профессор С. А. Довгий. В настоящее время в его составе работают один доктор технических наук (В. В. Мороз, зав. отдела) и шесть кандидатов наук.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:

• нестационарная гидроаэродинамика крыла-движителя, исследование пограничного слоя и пристенных течений вблизи криволинейных поверхностей;
• расчет нелинейных нестационарных характеристик крыла конечного размаха, обтекания трехмерных тел сложной конфигурации;
• математическое моделирование явлений массопереноса в геофизических средах;
• управление пограничным слоем путем подачи или отсасывания жидкости;
• гидробионические экспериментальные исследования кинематики и гидродинамики плавникового движителя морских животных с последующим его техническим моделированием на специально спроектированных установках;
• теоретическое и экспериментальное исследование влияния нестационарных процессов на аэродинамические характеристики вертикально- и горизонтально-осевых роторов ветроустановок;
• исследование течений в пористых покрытиях и криволинейной пристенной струе несжимаемой жидкости;
• создание геоинформационных систем моделирования техногенных загрязнений на основе оперативного метеопрогноза с учетом рельефа местности и стратификации атмосферы.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

• получены фундаментальные результаты, касающиеся физических механизмов образования гидроаэродинамических сил при колебаниях крыльев, разработаны методики визуализации на гидродинамическом стенде малой турбулентности и получены картины последовательного развития и разрушения вихрей в следе за колеблющимся одиночным крылом и системой крыльев;
• установлено, что учет нелинейных деформаций сходящей с тела вихревой поверхности дает возможность корректно моделировать нестационарные эффекты, связанные с фазовым сдвигом гидроаэродинамических сил, а также со сменой их амплитудных значений, оценить вклад сил инерционной, циркуляционной и вихревой природы и объяснить механизм создания результирующих гидроаэродинамических сил для разных режимов колебаний;
• исследованы колебания системы крыльев типа «биплан» и «тандем» вблизи твердых стенок, в канале, на режимах отрывного и безотрывного обтекания, в том числе, влияние пограничного слоя, поверхностной эжекции и отсоса;
• разработаны методы расчета интегральных характеристик пограничного слоя при наличии распределенного отсасывания или вдува однородной жидкости, подаче в пограничный слой неньютоновской жидкости, а также методы комбинированного управления пограничным слоем посредством вдува и отсасывания жидкости;
• в области численных методов решения сингулярных интегральных уравнений с начальными данными для решения нестационарных задач разработаны усовершенствования метода дискретных вихрей, обеспечивающие удовлетворительную сходимость для любой степени нестационарности;
• методы решения нелинейных нестационарных задач теории крыла применялись к задачам гидроавиации, связанным с взлетом и посадкой на водную поверхность;
• предложены методы оптимизации пропульсивных характеристик плавникового движителя; на основе геоинформационных технологий разработана система «Информчернобыль», а также ряд систем мониторинга и управления при исследовании экологических катастроф, систем в области охраны окружающей среды и исследования природных ресурсов, систем поддержки принятия решений на основе математического моделирования и экспертных оценок;
• разработана, изготовлена и испытана в гидролотке института модель ротора ветроустановки с тремя прямоугольными лопастями, которые при вращении ротора совершали угловые колебания, апробированы эффективные схемы и способы повышения гидродинамических характеристик колеблющихся лопастей и мощностных характеристик ротора.

По результатам комплексных исследований предложен ряд технических решений по практическому использованию колеблющихся крыльев и систем крыльев в авиации и судостроении. Сотрудниками отдела получено более 60 авторских свидетельств СССР, патентов Украины и России на изобретения. Большой цикл работ проведен совместно с российскими КБ им. Г. М. Бериева (г. Таганрог), Военно-воздушной академией им. Н. Е. Жуковского, ЦАГИ и др.