НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ВІДДІЛ ВИХРОВИХ РУХІВ

     З ІСТОРІЇ ВІДДІЛУ

     Відділ вихрових рухів створений у 1990 році. З моменту утворення до 1994 року ним керував доктор фізико-математичних наук В.В.Мелешко. З 1994 року відділ очолював доктор фізико-математичних наук О.Г.Стеценко. Зараз відділ очолює доктор фізико-математичних наук Тетяна Сігізмундівна Краснопольська.

     НАУКОВА ДІЯЛЬНІСТЬ

     Наукова діяльність відділу пов’язана з описом найбільш поширених у природі вихрових рухів, дослідження яких вкрай важливе для розв’язання цілого ряду науково-технічних проблем. Перший з них пов’язаний з динамікою взаємодії вихрових структур у процесі перемішування рідин у фізичних системах при внесенні збурень в розподіл різного роду скалярних полів у області руху рідини. Найбільш відомими у науковому світі є результати досліджень руху мікрорідини в мікроканалі, де використовується метод суперпозиції та розв'язання проблеми, знайдене співробітниками відділу.

Основні наукові результати, одержані у відділі, стосуються:

• вивчення закономірностей процесів перемішування в полі швидкості з різними просторовими й часовими масштабами, наведеному системою хвильових структур в ідеальній нестисливій рідині, та розробки необхідних для цього ефективних чисельних моделей, що забезпечують адекватні реальності результати;
• встановлення закономірностей регулярних і хаотичних режимів руху хрестоподібних хвиль в басейнах скінченних розмірів, а також розробка методів дослідження хаотичних усталених режимів;
• експериментальних досліджень та теоретичного аналізу з чисельними розрахунками задля вивчення основних закономірностей динаміки хрестоподібних хвиль в прямокутних басейнах скінченних розмірів;
• доведення існування та ідентифікація параметрів хаотичних режимів коливань хрестоподібних поверхневих хвиль в прямокутному басейні скінченних розмірів при наявності запізнювання та без нього;
• побудови математичних моделей збудження хрестоподібних поверхневих хвиль в «співучих бокалах» при випромінюванні ними звукових хвиль;
• визначення параметрів усталених режимів та встановлення теоретичних моделей для опису збудження хрестоподібних поверхневих хвиль в «співучих бокалах»;
• визначення власних частот і критеріїв усталеності, показників Ляпунова на основі розробленого методу підвищення точності чисельного алгоритму Бенеттіна для оцінки старшого показника Ляпунова.

     Застосування основного апарату сучасної теорії складних динамічних систем, що мають хаотичну динаміку, дозволяє визначити закономірності усталених режимів генерації хрестоподібних хвиль в басейнах скінченних розмірів. Лабораторна база відділу охоплює великий і малий дослідні лотки з комплексом вимірювальної апаратури, які дозволяють виконувати експериментальні дослідження хвильових рухів.

     На фотографіях продемонстровано експерименти в прямокутному басейні при руху стінки басейну вперед та назад і появі хрестоподібних хвиль на боковій поверхні по ширині басейну.

 Слід від хрестоподібних хвиль на стінці басейну.

     Частину наукових результатів одержано в рамках співпраці з закордонними науковими центрами США, Нідерландів, Італії та при виконанні міжнародних проєктів і договорів.

     За період з 1990 по 2024 рр. співробітниками відділу написано три наукових монографії та понад 230 статей, значну частину з яких опубліковано в престижних закордонних журналах.