Основные направления научных исследований

• Численное моделирование турбулентных течений в областях сложной геометрии (рук. профессор Смирнов Е.М., профессор Зайцев Д.К.)
• Развитие и изучение возможностей метода моделирования отсоединенных вихрей (МОВ, DES) применительно к моделированию турбулентных отрывных потоков. Вычислительная аэроакустика (рук. профессор Стрелец М.Х.)
• Экспериментальное изучение и моделирование свободноконвективных течений (рук. профессор Чумаков Ю.С.)
• Экспериментальные и расчетные исследования нестационарных газодинамических течений (рук. доцент Булович С.В.)
• Разработка программных средств для решения ресурсоемких задач гидрогазодинамики на высокопроизводительных кластерных системах (рук. профессор Смирнов Е.М.)
• Вычислительные модели и задачи оптимизации сложных вентиляционных течений (рук. доцент Иванов Н.Г.)
• Гидродинамика кровообращения (рук. профессор Смирнов Е.М.)

Опыт решения сложных задачаэродинамики и теплофизикина основе современныхвычислительных технологий (PDF, 2.9 Мб)

Научно-исследовательские, научно-производственные работы

2020 - 2024

• Комплексный подход к созданию научных основ проектирования энергоэффективных теплообменных аппаратов с воздушным охлаждением оребренных трубных пучков, функционирующих при доминирующих эффектах свободной конвекции (грант РНФ, совместно с Белорусским республиканским фондом фундаментальных исследований – БРФФИ, 2024-2026)
• Расчетно-экспериментальное исследование трехмерных эффектов, возникающих при взаимодействии пограничного слоя и затупленного тела в сверхзвуковом потоке (грант РНФ, 2023-2024)
• Управление вторичными течениями в крутоизогнутых вращающихся каналах путем оптимизации геометрии внутренней стенки и оребрения торцевых поверхностей (грант РНФ, 2023-2024)
• Тепловой расчет зоны хранения ТУК (заказчик – АО «НИКИЭТ», 2023-2024)
• Разработка рекомендаций по учету влияния давления рабочей среды при расчетах аэродинамических и виброакустических характеристик паровой арматуры в сжимаемой постановке (заказчик – АО «ОКБМ Африкантов», 2023)
• Динамика взаимодействующих турбулентных струй в замкнутых помещениях: влияние низкочастотных автоколебаний на параметры теплового комфорта (грант РНФ, 2022-2023)
• Отработка и валидация подходов к расчетам гидродинамических, аэродинамических и виброакустических характеристик с учетом взаимного влияния и эффектов сжимаемости среды (заказчик – АО «ОКБМ Африкантов», 2022)
• Экспериментальное и численное моделирование тепло- и массообмена в зоне взаимодействия вдыхаемого/выдыхаемого человеком воздуха с транзитным вентиляционным потоком (грант РФФИ в рамках Конкурса проектов фундаментальных научных исследований, проводимого совместно РФФИ и Национальным научным фондом Болгарии, 2021-2023)
• Расчет характеристик осциляционной тепловой трубы на основе трехмерной математической модели (заказчик – ООО "Сименс", 2021)
• Разработка и обоснование прогностической методики оценки риска окклюзии сосудистого протеза для персонифицированной медицины (грант РНФ, руководитель – д.м.н. Г.Г. Хубулава, Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова, 2020-2023)
• Исследование устойчивости турбинных лопаток к автоколебаниям (заказчик – АО "Силовые машины", 2020-2022)
• Вихреразрешающее моделирование свободной и смешанной конвекции в быстровращающихся кольцевых полостях (грант РФФИ, 2020-2022)
• Определение кинетики пиролиза и теплоты сгорания газообразных продуктов пиролиза армированных стеклопластиков без добавок и с добавками антипиренов методом кислородной микрокалориметрии (грант РНФ, руководитель - д.ф.-м.н. О.П. Коробейничев, ФГБУН Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, 2020-2022)
• Динамика и пределы устойчивости ламинарного диффузионного пламени в невесомости и нормальной гравитации. Космический эксперимент "Фламенко" (грант РФФИ, 2020-2021)
• Оценка применимости вихреразрешающих подходов для предсказания термо-акустических колебаний в камерах сгорания (заказчик – ООО "Сименс", 2020)

2015 - 2019

• Разработка методики расчета аэродинамической устойчивости лопаток паровых турбин (заказчик - ПАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2019-2020)
• Оценка применимости вихреразрешающих подходов для предсказания тепломассообмена в камерах сгорания (заказчик – ООО "Сименс", 2019)
• Вихревые структуры и локальный теплообмен в свободноконвективном пограничном слое, возмущенном трехмерными препятствиями (грант РНФ, 2018-2020)
• Разработка метода коррекции данных RANS-моделирования вентиляционных течений на основе экспериментального и вихреразрешающего численного моделирования (грант РФФИ в рамках Конкурса проектов фундаментальных научных исследований, проводимого совместно РФФИ и Национальным научным фондом Болгарии, 2018-2020)
• Регулирование теплосъема в многорядных гладкотрубных пучках при условиях, характерных для глубоководных теплообменных аппаратов (грант РФФИ, 2018-2020)
• Пространственно-временная структура кровотока в бифуркации брюшной аорты в норме и при стеноокклюзирующих поражениях подвздошных артерий (грант РФФИ, 2018-2020)
• Параметрическое исследование течения в межлопаточном канале осевого компрессора (заказчик – ООО "Сименс", 2018)
• Разработка методик расчета гидродинамических течений с учетом турбулентного теплообмена и процессов кавитации (заказчик – ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики", 2018)
• Вихре-разрешающее численное моделирование турбулентной свободной конвекции в условиях сопряженного теплообмена (грант РФФИ, 2017-2019)
• Исследование аэродинамики выходных осерадиальных диффузоров турбомашин на основе вихреразрешающих подходов к моделированию отрывных турбулентных течений (грант РФФИ, 2017-2019)
• Разработка трехжидкостной модели для расчета двухфазных дисперсно-кольцевых потоков (государственное задание в сфере научной деятельности, 2017-2019)
• Разработка методик расчета гидродинамических течений с использованием современных подходов к моделированию турбулентности (заказчик – ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики", 2017)
• Сравнительные расчетные исследования вибрационной надежности лопатки последней ступени НД тихоходной турбины (заказчик – ПАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2016-2017)
• Сравнительные расчетные исследования вибрационной надежности турбинных лопаток (заказчик - ОАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2016-2017)
• Исследование сопряженного теплообмена при смешанной конвекции в гладкотрубных пучках глубоководных газоохладителей (грант РФФИ, 2015-2017)
• Пространственно-временная эволюция вихревых структур в закрученном течении крови по сосудам с атеросклеротическими изменениями (грант РФФИ, 2015-2017)

2010 - 2014

• Численное моделирование турбулентной смешанной конвекции расплавов тяжелых металлов на основе вихре-разрешающих подходов (грант РФФИ, 2014-2016)
• Отработка технологии построения расчетных сеток около лопастей рабочих колес и проведение параметрических численных расчетов (заказчик - Крыловский государственный научный центр, 2014-2015)
• Разработка трехмерной математической модели, вычислительных методов, алгоритмов и программных средств для численного моделирования теплофизических процессов в тепловых трубах систем обеспечения теплового режима космических аппаратов (заказчик - ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения", 2014-2015)
• Развитие кода ТЕМБР и формирование верификационной базы по численному решению задач термогидродинамики жидких металлов на суперкомпьютерах (заказчик - Госкорпорация "Росатом", 2014)
• Численное исследование неизотермических течений тяжелых жидкометаллических теплоносителей с использованием суперкомпьютерных вычислительных технологий и вихреразрешающих моделей турбулентности (заказчик - Госкорпорация "Росатом", 2013)
• Исследование краевых эффектов и интенсификация теплоотдачи при смешанной конвекции в гладкотрубных пучках глубоководных теплообменных аппаратов (грант РФФИ, 2012-2014)
• Закрученное движение крови в сосудах с атеросклеротическими изменениями: моделирование и диагностика (грант РФФИ, 2012-2014).
• Выбор оптимального варианта системы вентиляции турбогенератора c косвенным водородным охлаждением обмотки статора на основе тепловых и аэродинамических расчетов (заказчик – ОАО "Силовые машины", завод "Электросила", 2012-2013).
• Разработка экономичных структур расчетных сеток для задач обтекания движительных комплексов и их оптимизация (заказчик - Крыловский государственный научный центр, 2012-2013).
• Отработка элементов технологии численного моделирования кавитационного обтекания гребных винтов (заказчик - Крыловский государственный научный центр, 2012-2013).
• Разработка методик оптимизации проточных частей энергетических турбин на основе современных технологий вычислительной гидродинамики (грант Правительства Санкт-Петербурга, 2012).
• Расчетные исследования аэродинамических характеристик и теплообмена возвращаемых аппаратов на дозвуковых-гиперзвуковых скоростях полета (заказчик – ОАО "РКК Энергия", 2011-2012).
• Анализ выхлопных улиток центробежных компрессоров методами вычислительной гидродинамики (заказчик - General Electric Company Oil & Gas, 2012-2013).
• Оценка величины аэровозбуждения рабочих лопаток паровой турбины и разработка конструктивных мероприятий по уменьшению опасности автоколебаний (заказчик - ОАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2011-2013).
• Численное моделирование трехмерной турбулентной смешанной конвекции и процессов тепломассообмена при пленочной конденсации в присутствии неконденсирующегося газа (грант РФФИ, 2011-2013).
• Разработка гидродинамического контейнментного кода и верификационные расчеты (заказчик - ОАО "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Атомэнергопроект", 2011-2013).
• Экспериментальные исследования режима естественной конвекции воздуха вблизи нагретой вертикальной пластины (заказчик - ОАО "Опытное конструкторское бюро машиностроения им. И.И. Африкантова", 2011-2012).
• Разработка методики оптимизационного аэродинамического расчета тракта вентиляции турбогенератора с целью снижения механических потерь (заказчик - ОАО "Силовые машины", завод "Электросила", 2011).
• Разработка математических моделей и алгоритмов для численного моделирования задач аэродинамики с использованием современных моделей турбулентности (заказчик - ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики", 2010-2012).
• Эффекты ложной диффузии и устойчивость различных численных схем, используемых при расчетах течений со свободной поверхностью (грант Правительства Санкт-Петербурга, 2010).
• Исследование распределения воздушных потоков и теплообмена в системе вращающихся каналов ротора (заказчик - ОАО "Силовые машины", завод "Электросила", 2010).

2005 - 2009

• Построение универсального гибридного RANS-LES подхода к моделированию отрывных и присоединенных турбулентных течений (грант РФФИ, 2009-2011).
• Верификация современных моделей турбулентности и программного обеспечения для расчетов характеристик обтекания корпусов водоизмещающих судов при модельных и натурных числах Рейнольдса (заказчик - ЦНИИ им. А.Н. Крылова, 2009-2011).
• Расчетная оптимизация аэродинамики выходного патрубка ЦНД (заказчик - ОАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2009-2010).
• Исследование процессов тепломассопереноса в ЗО АЭС-2006 (заказчик - ОАО "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Атомэнергопроект", 2009-2010).
• Численное моделирование трехмерных турбулентных циркуляционных течений и процессов тепломассобмена при пленочной конденсации из паровоздушной среды (грант РФФИ, 2008-2010).
• Исследование процесса возникновения периодических вихрей в 3D потоке за выходной кромкой лопастей гидротурбины (вихри Кармана) (заказчик - ОАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2008-2009).
• Исследование смешанной конвекции применительно к проблеме создания подводного теплообменного аппарата для месторождения Асгард (заказчик - FMC Technologies, 2008).
• Пространственное течение и торцевой теплообмен в межлопаточных каналах турбомашин: численное моделирование (грант Правительства Санкт-Петербурга, 2008).
• Разработка составляющих аэродинамического расчетного модуля в системе оценки эффективности ступеней центробежного компрессора (заказчик - General Electric Company Oil & Gas, 2007-2008).
• Расчет обтекания корневых сечений лопаточного аппарата цилиндра низкого давления турбоагрегатов на 1500 об/мин (заказчик - ОАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2007-2008).
• Численное моделирование течения в канальном вентиляторе и разработка рекомендаций по совершенствованию его проточной части (заказчик - ЗАО "Вентиляционный завод ЛИССАНТ", 2007-2008).
• Прямое численное моделирование турбулентной конвекции высокотемпературных расплавов полупроводников в приложении к задачам оптимизации технологий выращивания кристаллов (заказчик - Комитет по науке и высшей школе Администрации Санкт-Петербурга, 2007).
• Разработка методов расчета шума турбулентных струй, основанных на "первых принципах", и их применение для оценки различных путей снижения шума выхлопных струй двигателей (грант РФФИ, 2006-2008).
• Свободноконвективный теплообмен в пристенных течениях в условиях прямого и обратного ламинарно-турбулентного перехода (грант РФФИ, 2006-2008).
• Исследование процессов тепломассопереноса в защитной оболочке АЭС-2006 (заказчик - ФГУП "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Атомэнергопроект", 2006-2007).
• Расчетно-экспериментальное исследование смешанно-конвективных воздушных потоков в помещении Исаакиевского собора (заказчик - ГУК ГМП "Исаакиевский собор", 2006-2007).
• Разработка методики расчетной оптимизации геометрии отсасывающей трубы гидротурбины (заказчик - ОАО "Силовые машины", Ленинградский Металлический завод, 2006-2007).
• Численное моделирование турбулентной термоконвекции в замкнутых полостях на основе трехмерных нестационарных формулировок (грант РФФИ, 2006-2008).
• Расчет теплообмена на поверхности турбинного профиля на основе трехмерных уравнений Навье-Стокса и моделирования ламинарно-турбулентного перехода (заказчик - MTU Aero Engine, 2005-2006).
• Численное моделирование процессов газодинамики, тепломассообмена и горения в приложении к проблемам повышения эффективности горелочных устройств (заказчик - РГАТА, 2005).
• Разработка гибридных вихреразрешающих моделей для численного анализа турбулентной термоконвекции в замкнутых полостях (грант Правительства Санкт-Петербурга, 2005).
• Исследование концентрации природного газа в вентилируемых стесненных помещениях различной конфигурации (заказчик - VDB Company, 2005) .
• Анализ структуры потока в модели гидротурбины на основе совокупности данных лазерного зондирования и численного моделирования, выполненного с использованием различных программных средств (заказчик - Ленинградский Металлический завод, 2005).

2000 - 2004

• Разработка моделей турбулентной теплопроводности, не базирующихся на аналогии Рейнольдса, для переходных и турбулентных свободноконвективных течений и их экспериментальная проверка (грант РФФИ, 2003-2005).
• Моделирование физики потоков - интегрированный подход (грант 5-ой рамочной программы Европейского Союза, 2002-2004).
• Приложение метода отсоединенных вихрей (МОВ, DES) к расчету течений в турбомашинах (заказчик - General Electric Company Global Research Center, 2002-2004).
• Метод моделирования отсоединенных вихрей: изучение возможностей и развитие применительно к моделированию турбулентных отрывных потоков (грант РФФИ, 2000-2002).
• Экспериментальное исследование и математическое моделирование ламинарно-турбулентного перехода и развитого турбулентного режима течения на вертикальной нагретой поверхности в поле массовых сил (грант РФФИ, 2000-2002).
• Разработка модели выхлопной системы центробежного компрессора с различными формами улитки (заказчик - General Electric Company Gas and Oil, 2002).
• Разработка методики измерения и проведение исследования воздушных потоков, образующихся за воздухораздающими панелями (заказчик - Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова, 2002).
• Аэродинамический, тепловой и прочностной анализ выходного диффузора газовой турбины (заказчик - General Electric Company Gas and Oil, 2002).

Некоторые зарубежные организации и компании, по заказам которых сотрудниками секции
в последние годы выполнялись научно-исследовательские работы

Транснациональная корпорация "Дженерал Электрик" (GE):
- oтделение энергетики и двигателей в структуре GE Global Research (ge.com/research/)
- ряд отделений в структуре GE Oil&Gas (www.bhge.com)

Отделение компании Boeing, специализирующееся на сервисе и развитии средств гражданской авиации
www.boeing.com/commercial/overview/overview4.html

Отделение компании Boeing, ведущее работы по проекту "Международная космическая станция"
www.boeing.com/defense-space/space/spacestation/overview/boeings_role.html

Компания "MTU Aero Engines" (Германия) - разработчик авиационных двигателей
www.mtu.de/en/

Отделение компании FMC Technologies, специализирующееся на разработке оборудования для глубоководной добычи нефти и газа
www.fmctechnologies.com