Физика акустических, гидродинамических волновых процессов

Магистерская программа «Физика акустических, гидродинамических волновых процессов» реализуется на кафедре физики сплошных сред ФФ. Кафедра готовит специалистов экспериментального и теоретико-расчетного профиля в области физики и механики высокоэнергетических процессов в сплошной среде (твердые тела, жидкости и газы) и в гетерогенных дисперсных средах. В сферу интересов специалистов кафедры и ее выпускников попадают динамично развивающиеся научные направления: физика ударных волн и детонационных волн, физика фазовых переходов при динамическом воздействии, разнообразные кумулятивные процессы, в том числе магнитная кумуляция и реализация экстремальных величин тока и напряженности магнитного поля, гидродинамика многофазных и неньютоновских жидкостей.

Научная работа обучающихся тесно связана с основными научными направлениями ИГиЛ СО РАН - это экспериментальные и теоретические исследования в области физики и механики высокоэнергетических процессов, создания новых материалов с помощью взрывных технологий, гидродинамики сред со сложной реологией,  высокотемпературной прочности (ползучести) и упруго-пластического деформирования структурно-неоднородных материалов и конструкций, детонационных процессов. Все преподаватели магистерских дисциплин одновременно являются научными сотрудниками Института гидродинамики, активно работающими в области физики сплошных сред и физики взрыва.

fss1.jpg
fss2.jpg

Кафедра находится в постоянном поиске новых научно-технические направлений, в которых будут специализироваться ее выпускники, поддерживая при этом все исторически сформировавшиеся, остающиеся актуальными и востребованными. Разрабатываются новые подходы к исследованию динамических процессов, основанные на применении уникальных исследовательских стендов СО РАН. Это развитие бесконтактных методик исследования взрывных процессов: применение синхротронного излучения и микроволн в миллиметровом диапазоне, лазерной диагностики газовых потоков. Опыт применения синхротронного излучения для исследования детонационных процессов активировал сотрудничество с Институтом ядерной физики СО РАН, выпускник кафедры И.А. Рубцов стал координатором экспериментальной станции 1-3 ЦКП СКИФ.

fss3.jpg
fss4.jpg

Активно развивается направление создания новых материалов с помощью динамического воздействия, как в методическом, так и прикладном плане. Стоит упомянуть компактирование порошков и упрочнение металлов взрывом, сварку взрывом и создание новых, например, сверхтвердых материалов при помощи энергии взрыва. Весьма перспективным является использование техники детонационного нанесения защитных покрытий для решения множества прикладных задач. Значительное внимание продолжает уделяться вопросам преобразования энергии взрыва в электромагнитную энергию. Здесь и получение сверхсильных магнитных полей до 10 мегагаусс, и ускорение твердых тел до космических скоростей, и разрушение кумулятивных струй мощными импульсами тока.

В связи с появлением в Институте гидродинамики новых лабораторий, занимающихся прикладными задачами добычи углеводородов (нефтяной инжиниринг, технологии гидравлического разрыва пласта) вырос интерес к экспериментальной гидродинамике сред со сложной реологией. Преподавателями кафедры ведутся активные работы по аналитическому исследованию магнитогидродинамических течений, по численному моделированию разнообразных динамических и взрывных процессов в конденсированных средах и газах, моделированию развития электрических разрядов и вулканических извержений.

Значительное место в исследованиях занимают вопросы, связанные с созданием так называемых детонационных двигателей, использующих энергию детонации, а не горения, взрывчатых газов. В данном режиме воздушно- космический корабль может использовать забортный кислород до высоты ~ 80км и скорости 23 маха. А это новый класс летательных аппаратов на границе атмосфера-космос. Интересуют также классические вопросы перехода горения в детонацию и инициирования детонации горючих газовых и газокапельных смесей, что связано с необходимостью повышения безопасности при транспортировке больших объемов сжиженных газов, нефти и прочих продуктов.