Институт механики сплошных сред
Уральского отделения
Российской академии наук

(свидетельство о государственной аккредитации научной организации
№ 2554 от 11 апреля 2001 года,
выдано Министерством промышленности, науки и технологий)

В 1971 году в Перми был создан Отдел физики полимеров Уральского научного центра Академии наук СССР. 14 февраля 1980 г. Отдел был преобразован в Институт механики сплошных сред УНЦ АН СССР. В связи с созданием в 1987 году Уральского отделения АН СССР, а в 1991 году Российской академии наук, в настоящее время название института – Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук.

Цель создания Института – проведение фундаментальных и прикладных исследований в соответствии с утвержденными в Уральском отделении РАН и согласованными в Отделении проблем машиностроения, механики и процессов управления РАН планами по следующим основным направлениям:

• математическое и физическое моделирование процессов деформирования, разрушения и аномального поведения твердых тел с учетом температурно-временных эффектов, химических и фазовых превращений в материалах, возникновения и развития дефектов;
• методы численного эксперимента в механике деформируемого твердого тела и в механике жидкостей;
• проблемы гидродинамической устойчивости и турбулентности; вынужденные течения, конвекция; физико-химическая гидродинамика полимеров, суспензий и магнитных жидкостей.

В составе Института 12 научных лабораторий.

Лаборатория физико-механических свойств полимеров: исследование упругих, прочностных и реологических характеристик полимерных и металлических материалов при различных режимах нагружения в области положительных (до 1100 ºС) и отрицательных (до минус 150 ºС) температур; математическое моделирование механического поведения материалов с учетом временных, температурных и деформационно-силовых факторов; сертификационные испытания строительных материалов и конструкций.

Заведующий лабораторией Ковров Владимир Николаевич, кандидат технических наук.
Тел. (3422) 391-322.
E-mail: kovrov@icmm.ru.

Лаборатория физической гидродинамики: моделирование развитой турбулентности непроводящей и проводящей жидкости; исследование процессов формирования крупномасштабных структур в турбулентных потоках; вейвлет-анализ временной и пространственной структуры гидродинамических полей; теоретические и экспериментальные исследования процессов генерации магнитных полей течениями проводящей жидкости; прикладная магнитная гидродинамика: разработка МГД-устройств для цветной металлургии.

Заведующий лабораторией Фрик Петр Готлобович, доктор физико-математических наук.
Тел. (3422) 391-258.
E-mail: frick@icmm.ru.

Лаборатория механики термопластов: механические аспекты переработки полимеров, включая гидроэкструзию в твердой фазе, экструзию на одно- и двучервячных экструдерах, плунжерную экструзию, процессы напыления, учитывающие гидромеханические, тепловые, ориентационные и реологические эффекты.

Заведующий лабораторией Славнов Евгений Владимирович, доктор технических наук.
Тел. (3422) 391-315.
E-mail: slavnov@icmm.ru.

Лаборатория микромеханики структурно-неоднородных сред: построение математических моделей термодинамики многокомпонентных сред, работающих в условиях конечных деформаций, учитывающих явления на границе раздела фаз, вязкоупругие свойства и возможное вязкотекучее поведение среды, процессы микродиффузии растворенных компонентов, структурные перестройки и рост поврежденности материала.

Заведующий лабораторией Свистков Александр Львович, доктор физико-математических наук.
Тел. (3422) 391-317.
E-mail: svistkov@icmm.ru.

Лаборатория гидродинамической устойчивости: аналитические решения уравнений Навье-Стокса, а также экспериментальное исследование тепломассообмена в сложных системах жидкостей.

Заведующий лабораторией Костарев Константин Геннадьевич, кандидат физико-математических наук.
Тел. (3422) 391-365.
E-mail: vab@icmm.ru

Лаборатория нелинейной механики твердых тел: разработка математических моделей сложных сред при конечных деформациях, экспериментальное обеспечение моделей сложных сред, построение аналитических решений и разработка алгоритмов численного решения нелинейных краевых задач.

Заведующий лабораторией Роговой Анатолий Алексеевич, доктор физико-математических наук.
Тел. (3422) 391-319.
E-mail: rogovoy@icmm.ru.

Лаборатория телекоммуникационных и информационных систем: разработка и сопровождение телекоммуникационных, информационных и вычислительных ресурсов Пермского фрагмента компьютерной сети Уральского отделения Российской академии наук.

Заведующий лабораторией Масич Григорий Федорович, кандидат технических наук.
Тел. (3422) 391-321.
E-mail: masich@icmm.ru.

Лаборатория моделирования термомеханических процессов в деформируемых телах: постановка и численный анализ спектральных задач механики деформируемого твердого тела (МДТТ); создание методов и алгоритмов численного решения краевых задач МДТТ; моделирование термомеханического поведения полимеризующихся, стеклующихся и кристаллизующихся полимерных и композиционных материалов.

Заведующий лабораторией Матвеенко Валерий Павлович, академик РАН, доктор технических наук.
Тел. (3422) 391-262.
E-mail: mvp@icmm.ru.

Лаборатория физических основ прочности: статистическая и мезоскопическая физика сплошных сред с дефектами; нелинейная физика и механика пластичности, разрушения, фазовых переходов при интенсивных механических и теплофизических воздействиях.

Заведующий лабораторией Наймарк Олег Борисович, доктор физико-математических наук.
Тел. (3422) 391-263.
E-mail: naimark@icmm.ru.

Лаборатория динамики дисперсных систем: исследование физических свойств и гидродинамики магнитных жидкостей

Заведующий лабораторией Пшеничников Александр Федорович, доктор физико-математических наук.
Тел. (3422) 391-603.
E-mail: pshenichnikov@icmm.ru.

Лаборатория кинетики сложных жидкостей: изучение статистической механики дисперсных систем с ориентационными степенями свободы и анализ устойчивости и исследование нелинейных режимов течения в многофазных средах.

Заведующий лабораторией Райхер Юрий Львович, доктор физико-математических наук.
Тел. (3422) 391-324.
E-mail: raikher@icmm.ru.

Лаборатория вычислительной гидродинамики: численные эксперименты в области гидродинамики

Заведующий лабораторией Любимова Татьяна Петровна, доктор физико-математических наук.
Тел. (3422) 396-208.
E-mail: lubimova@icmm.ru.

В Институте работают 166 сотрудников. Из них один академик РАН, шестнадцать докторов наук, 55 кандидатов наук.

Открытый в 1989 году диссертационный совет с 1995 года имеет право приема к защите докторских диссертаций по специальностям: 01.02.04 – механика деформируемого твердого тела (физико-математические и технические науки) и 01.02.05 – механика жидкости, газа и плазмы (физико-математические и технические науки).

Совместные программы связывают Институт с ведущими вузами города. На его базе проводят исследования и проходят стажировки преподаватели и студенты Пермского государственного университета, Пермского государственного технического университета, работают филиалы кафедр этих университетов. Ведущие ученые института читают лекции в вузах города и регулярно приглашаются в зарубежные учреждения для чтения лекций и проведения исследований.

Сотрудники института проводят совместные исследования с институтами РАН, а также с Европейским космическим агентством, Мадридским политехническим институтом, Миланским университетом, Гессенским университетом, Свободным Брюссельским университетом, Университетами Париж-6, Париж-7, Институтом исследования неравновесных явлений (Марсель, Франция), Институтом кристаллографии Университета Фрайбурга (Германия), Отделом физики конденсированного состояния Центра ядерных исследований (Гренобль, Франция), Институтом химии конденсированного состояния вещества (Бордо, Франция), с Исследовательским центром (CENTRE D’ETUDES DE GRAMAT) г. Грама (Франция) и рядом других зарубежных учреждений.

Научно-исследовательские проекты, выполняемые учеными института, находят поддержку различных фондов и организаций (РФФИ, МНТЦ, INTAS, CRDF и др.).

Сотрудники института являются членами редколлегий ряда зарубежных журналов, регулярно приглашаются для чтения лекций и проведения исследований в зарубежные учреждения. В 1993 году институт становится коллективным членом Европейской ассоциации исследователей космоса (ELGRA). Исследователи из США, Швеции, Германии, Франции, Японии, Китая посещают ИМСС как по приглашению, так и по собственной инициативе.

Признание уровня развития механики в Перми отразилось в выборе Перми местом проведения VIII Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике.

Приоритетные разработки института в области фундаментальной науки:

• построены модели мелкомасштабной магнитогидродинамической турбулентности, сохраняющей все известные для МГД течения интервалы движения;
• предложена новая концепция лабораторной реализации эффекта МГД-динамо, состоящая в создании импульсного винтового потока путем торможения быстро вращающегося кольцевого канала, наполненного жидким натрием;
• экспериментально обнаружено и исследовано явление самопроизвольного движения пузырьков воздуха в водных растворах жидкостей с градиентом концентрации;
• проведен цикл экспериментов на космических орбитальных станциях по исследованию гидродинамических явлений в условиях микро-гравитации;
• экспериментально обнаружено явление формирования фронта реакции при полимеризации в центробежном поле жидких реакционных смесей с равномерным распределением термического инициатора;
• в рамках неравновесной термодинамики смеси деформируемого и жидких континуумов разработана математическая модель вязкого течения, вязкоупругого поведения полимерной среды с учетом конечности деформаций макромолекул, массообменных процессов растворенных жидких и газовых компонент, неравновесных явлений на границах раздела фаз;
• на основе вейвлет-преобразования получены новые результаты о солнечной и звездной активности, структуре магнитного поля нашей Галактики и внешних галактик;
• предложена дифференциальная векторная модель полимера, состоящего из ориентирующихся и удлиняющихся клубков макромолекул, отличающаяся от модели (DEMG) тем, что описывает изменение надмолекулярной структуры. На примере реологических течений показана применимость предложенной модели для описания ориентационных явлений в процессе экструзии;
• численно исследовано обтекание твердого тела пульсационным потоком жидкости. Обнаружено существование двух качественно различных режимов осредненного течения. Показано, что переход между этими режимами – инверсия проекции средней скорости на ось вибрации – определяется отношениями толщины динамического скин-слоя к радиусу кривизны кромки тела и к амплитуде пульсаций. В пространстве указанных параметров определены области существования различных режимов течения;
• построена теория термомеханического поведения полимеров и композитов на полимерной основе с учетом процессов полимеризации, кристаллизации и стеклования;
• сформулирована задача об устойчивости быстровращающихся деформируемых упругих тел с учетом сил Кориолиса и разработан алгоритм ее численного решения;
• построены новые аналитические решения ряда задач несимметричной теории упругости, позволяющие оценить информативность и поставить эксперименты по идентификации моментных упругих постоянных;
• предложен, теоретически обоснован и численно реализован метод решения трехмерных эллиптических краевых задач – метод геометрического погружения, позволяющий свести решение трехмерных задач для тела сложной конфигурации к сходящейся последовательности задач для тел простой геометрии;
• построены определяющие соотношения для описания упруго-пластического и упругого поведения слабосжимаемых материалов при конечных деформациях;
• разработаны подходы, методы и алгоритмы для решения задачи устойчивости оболочек вращения, взаимодействующих с внешним или внутренним сверхзвуковым потоком газа;
• исследована стохастическая динамика распространения трещин и экспериментально подтверждены теоретические результаты о связи нелинейной динамики трещины с коллективными модами ансамбля дефектов в окрестности ее вершины;
• разработаны методы и алгоритмы для расчета напряженного состояния и оптимизации геометрии упругих тел в окрестности особых точек;
• получено объяснение ряда аномальных реакций твердых тел на импульсное нагружение;
• синтезированы анизотропные ферронематические жидкие кристаллы с объемным содержанием однодоменных частиц феррита до одного процента;
• решена задача о ротационном эффекте в магнитной жидкости с учетом внутренних источников тепла.

Фундаментальные исследования, выполняемые институтом, позволили выйти на решение ряда проблем, представляющих практический интерес:

• создана и аккредитована лаборатория по сертификации различных видов продукции строительного назначения;
• разработан и изготовлен МГД-сепаратор, служащий для очистки жидкого металла от неметаллических включений;
• разработаны и внедрены на предприятиях цветной металлургии оригинальные магнитогидродинамические насосы и перемешиватели для транспортировки и перемешивания жидких металлов;
• создан промышленный образец установки для диагностирования структурных изменений вследствие развития типичных дефектов (микротрещин) в приповерхностных слоях материалов;
• разработаны оригинальные конструкции специальных шнековых смесителей для расплавов и растворов полимеров;
• для аномально вязких растворов и расплавов полимеров разработаны алгоритмы и программы расчета одно- и двухшнековых машин с учетом радиальных и валковых зазоров зацепления как для одностороннего, так и для двухстороннего вращения шнеков;
• разработаны специальные винтовые уплотнения подшипниковых узлов аппаратов, работающих на расплавах полимеров;
• предложена технология изготовления уплотнительной манжеты нефтяных погружных центробежных насосов;
• предложена технология изготовления армированных шлангов высокого давления для нефтяных скважин;
• проводятся экспертные оценки и расчеты на прочность, надежность, устойчивость, колебания изделий и конструкций разнообразного назначения;
• предложен метод повышения адгезионной прочности склеиваемых элементов конструкций;
• разработан метод исследования трения и износа;

• предложена методика моделирования распространения примесей в бассейнах рек;
• разработана технология сплава отходов лесоразработок в полимерных контейнерах;
• создана математическая модель подземного хранения жидких углеводородов (пакет программ, разработанный в ИМСС, обеспечивает получение количественных характеристик и критериальных зависимостей сопряженного турбулентного конвективного тепломассообмена в многослойных системах, что позволяет выявить способы оптимального управления технологическим процессом и прогнозировать возникновение нежелательных ситуаций);
• разработаны теоретические основы и создан лабораторный комплекс оборудования, позволяющий восстановить ресурс длительной прочности в ходе обработки материалов токами высокой плотности;
• предложена технология утилизации баллиститных порохов для производства бытовых топливных брикетов, лаков, красок и эмалей;
• разработан магнитожкостный микроманометр для измерения малых перепадов давления в газовой или жидкой среде;
• предложена технология вторичной переработки древесных отходов (опилок);
• разработан пакет программ создания и редактирования принципиальных схем электронных приборов и ручной трассировки печатных плат.

Содержание

Предыдущяя

Следующая страница