МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория неравновесных течений

О лаборатории

Наименование проекта Численное и экспериментальное исследование неравновесных течений с приложениями к космической технике

Ссылка на сайт лаборатории

№ договора:
14.Z50.31.0019

Наименование ВУЗа:
ФГАОУ ВО «НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Области научных исследований:
Механика и машиностроение

Цель проекта:
Проведение уникальных исследований и разработок в области механики и машиностроения. Обеспечение базы для развития прорывных аэрокосмических технологий.

Задачи проекта: 
Комплексные теоретические, расчетные и экспериментальные исследования, включающие:
— численные и экспериментальные исследования физических явлений в неравновесных течениях;
— создание эффективных средств компьютерного моделирования неравновесных газовых течений;
— апробацию новых методов экспериментального исследования неравновесных потоков с использованием диагностической техники нового поколения;
— исследование аэротермодинамики космических аппаратов и газовой динамики миниатюрных реактивных двигателей;
— развитие молекулярных моделей для описания процессов столкновений в химически реагирующих
течениях;
— исследование распространения и взаимодействия ударных и детонационных волн на микромасштабах;
— численные и экспериментальные исследования устойчивости течений и ламинарно-турбулентного перехода при гиперзвуковых скоростях, а также изучение возможностей управления течением с использованием пористых покрытий и локального нагрева позволят участникам проекта установить фундаментальные физические закономерности:

  • традиционных и передовых технологий создания реактивной тяги, включающих химические и электрические ракетные двигатели;
  • газовых и многофазных течений в микроустройствах и микросоплах;
  • аэротермодинамики перспективных космических аппаратов;
  • развития неустойчивостей и ламинарно-турбулентного перехода в гиперзвуковых течениях, исследование прикладных аэрокосмических проблем в данных областях

Ведущий учёный

gimelshein 

ФИО: Гимельшейн Сергей Феликсович

 

Ученые степень и звание:
КАНДИДАТ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ НАУК, ДОЦЕНТ-ИССЛЕДОВАТЕЛЬ

Занимаемая должность:
ДОЦЕНТ УНИВЕРСИТЕТА ЮЖНОЙ  КАЛИФОРНИИ (США)

Области научных интересов:
Молекулярная газовая динамика. Физика неравновесных газовых течений.

Научные достижения: 
Внес важный вклад в развитие численных методов неравновесной газовой динамики, а также в решение широкого круга фундаментальных и прикладных задач с помощью разработанных методов.
Провел фундаментальные исследования природы радиометрических сил и их приложений к микроэлектромеханическим системам и тяговым двигателям.
Получил первое экспериментальное подтверждение отрицательного термофореза.
Осуществил первые кинетические исследования ракетных двигателей, основанных на инвертировании магнитного поля.
Провел первые численные исследования, показывающие влияние поступательного неравновесия на ламинарно-турбулентный переход.
Создал полностью кинетическую, сопряженную по четырем компонентам, многофазную вычислительную систему для высокоточного моделирования твердотопливных ускорителей.
Разработал:
— эйлеро-лангранжев подход к моделированию процессов нуклеации и конденсации;
— невозмущающий метод диагностики потока, использующий рассеяние света на возмущениях плотности газа, вызванных оптическим захватом газа;
— метод создания тяги в реактивных микродвигателях, основанный на взаимодействии оптической решетки с молекулами газа в микросопле;
— столкновительные модули для программного комплекса SMILE;
— модели различных химических и энергетических процессов в методе прямого статистического моделирования.

Title: Numerical modeling of axisymmetric and three-dimensional flows in microelectromechanical systems nozzles
Author(s): Alexeenko, AA; Levin, DA; Gimelshein, SF; et al.
Source: AIAA JOURNAL Volume: 40 Issue: 5 Pages: 897-904
DOI: 10.2514/2.1726 Published: MAY 2002

Title: Kinetic modeling of temperature driven flows in short microchannels
Author(s): Alexeenko, Alina A.; Gimelshein, Sergey F.; Muntz, E. Phillip; et al.
Source: INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMAL SCIENCES Volume: 45 Issue: 11 Pages: 1045-1051
DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2006.01.014 Published: NOV 2006

Title: Performance analysis of microthrusters based on coupled thermal-fluid modeling and simulation
Author(s): Alexeenko, AA; Levin, DA; Fedosov, DA; et al.
Source: JOURNAL OF PROPULSION AND POWER Volume: 21 Issue: 1 Pages: 95-101
DOI: 10.2514/1.5354 Published: JAN-FEB 2005

Title: Experimental and numerical determination of micropropulsion device efficiencies at low Reynolds numbers
Author(s): Ketsdever, AD; Clabough, MT; Gimelshein, SF; et al.
Source: AIAA JOURNAL Volume: 43 Issue: 3 Pages: 633-641
DOI: 10.2514/1.10284 Published: MAR 2005

Title: Numerical analysis of shock wave reflection transition in steady flows
Author(s): Ivanov, MS; Markelov, GN; Kudryavtsev, AN; et al.
Source: AIAA JOURNAL Volume: 36 Issue: 11 Pages: 2079-2086
DOI: 10.2514/2.309 Published: NOV 1998

Title: Simulation of gas dynamics and radiation in volcanic plumes on Io
Author(s): Zhang, J; Goldstein, DB; Varghese, PL; et al.
Source: ICARUS Volume: 163 Issue: 1 Pages: 182-197
DOI: 10.1016/S0019-1035(03)00050-2 Published: MAY 2003

Результаты исследований

1. С.Г. Миронов, А.А. Маслов, И.С. Цырюльников. Управление аэродинамическими силами с помощью газопроницаемых пористых материалов. Письма в ЖТФ, 40(19), 83–88 (2014).

2. С.Г. Миронов Маслов А.А. Поплавская Т.В. Кириловский С.В. Моделирование обтекания газопроницаемого пористого материала в приложении к сверхзвуковой аэродинамике. ПМТФ, 2014.

3. Поплавская Т.В., Маслов А.А., Кириловский С.В., Цырюльников И.С. Влияние колебательной релаксации на развитие возмущений в ударном слое на пластине. ЖТФ, 2014.

4. M.A. Keller, M.J. Kloker, S.V. Kirilovskiy, P.A. Polivanov, A.A. Sidorenko, A.A. Maslov. Study of flow control by localized volume heating in hypersonic boundary layers. CEAS Space Journal, doi:10.1007/s12567-014-0064-y (2014).

5. V.M. Aniskin, A.A. Maslov, S.G. Mironov. Modeling of supersonic microjets by macrojets based on the Reynolds number. Int. Journal of Heat and Fluid Flow, 2014.

6. E.A. Malkov, Ye.A. Bondar, A.A. Kokhanchik, S.O. Poleshkin, M.S. Ivanov. High-accuracy deterministic solution of the Boltzmann equation for the shock wave structure. Shock waves, 2014.

7. А.В. Кашковский, П.В. Ващенков, Т. Баньяй. Моделирование аэродинамики космических аппаратов при взаимодействии струи двигателя управления с атмосферой при спуске. Теплофизика и аэромеханика, 21(6), 225-234, (2014).

8. Н.Г. Коробейщиков, В.В. Каляда, А.А. Шмаков, Г.И. Шульженко. Экспериментальное исследование ускоренных ионно-кластерных пучков аргона. Письма в ЖТФ, 40(1), 50–57 (2014).

9. А.Е. Зарвин, В.В. Каляда, Н.Г. Коробейщиков, М.Д. Ходаков. Особенности масс-спектрометрии метановых и метансодержащих кластеров в сверхзвуковых молекулярных пучках. Наноинженерия, 1, 3–6 (2014).

10. Е.Н. Галашов, В.Н. Шлегель, П.С. Галкин, П.Е. Плюснин. Особенности фазообразования, синтеза и роста кристаллов ZnMoO4. Кристаллография, 59(2), 329–331 (2014).

11. I. Wysong, S. Gimelshein, Ye. Bondar and M. Ivanov. Comparison of direct simulation Monte Carlo chemistry and vibrational models applied to oxygen shock measurements. Physics of Fluids, 26, 043101 (2014).

12. Е.А. Бондарь, С.Ф. Гимельшейн, А.Н. Молчанова, М.С. Иванов. Учет VV-обмена в прямом статистическом моделировании разреженных газовых течений. Вычислительные методы и программирование, 15(3), 549–559 (2014).

13. A.A. Shershnev, A.N. Kudryavtsev. Kinetic simulation of near field of plume exhausting from a plane micronozzle. Microfluid Nanofluid, ISSN 1613-4982, DOI 10.1007/s10404-015-1553-9, 11p (2015).

Back to top