<< Пред.           стр. 2 (из 7)           След. >>

Список литературы по разделу

 Физика конденсированных сред
 
  Теория конденсированного состояния. Описаны системы с переменным числом электронов, в которых реализуются состояния, являющиеся когерентными суперпозициями состояний с четным и нечетным числом электронов. Предложен эксперимент, который может дать прямое доказательство такой когерентности и тем самым подтвердить реальность суперпространства. (ИФП РАН)
  Построена теория квантового фазового перехода сверхпроводник - металл в решетке сверхпроводящих островков, взаимодействующих через двумерную проводящую пленку. (ИТФ РАН)
  Предсказан новый флуктуационный эффект в сверхпроводниках в широкой области температур выше Тс, где флуктуационная проводимость велика, в то время как поправки ко всем термодинамическим величинам пренебрежимо малы. (ИТФ РАН)
  Показано, что спиновая релаксация в квантовых ямах может быть сильно анизотропной вследствие интерференции одновременно действующих механизмов - Рашбы и Дьяконова - Переля. Величина эффекта сильно зависит от структуры квантовой ямы, т.к. взаимодействие по механизму Рашбы обусловлено асимметрией ямы. (ФТИ РАН)
  Решена задача о высокочастотном отклике и когерентной генерации в резонансно-туннельном диоде. Показано, что кроме обычного режима генерации существует новый квантовый режим, позволяющий достичь существенно больших мощностей на высоких частотах. (МИФИ)
  Физика низких температур. Обнаружен и исследован новый механизм рождения квантовых вихрей. Он связан с неустойчивостью Кельвина - Гельмгольца на границе раздела между двумя сверхтекучими жидкостями и обнаружен на границе между А и В фазами 3Не. Эксперимент подтверждает также механизм уничтожения магнитных монополей доменными стенками, предложенный для решения проблемы монополей в космологии. (ИТФ РАН)
  В зависимостях холловской проводимости двумерных электронов в GaAs/AlGaAs в импульсном магнитном поле при температуре около 80 мК обнаружены явно выраженные плато при целочисленных факторах заполнения. Результат указывает на независимость квантования холловской проводимости от нарушения лафлиновских условий фазовой когерентности электронной волновой функции в импульсном магнитном поле. (ИФТТ РАН)
  Доказано существование квантового эффекта Холла в гетероструктурах p-Ge/GeSi при аномально больших значениях плотности состояний вне пиков. Определены амплитуда и характерный масштаб флуктуационного потенциала и найдены условия его подавления. Результаты свидетельствуют о более широкой, чем принято считать, области существования квантового эффекта Холла в полупроводниковых гетероструктурах. (ИФМ УрО РАН)
  Сверхпроводимость. Показано, что вблизи точки перехода от сверхпроводников I рода к сверхпроводникам II рода возможно наблюдение равновесных квантовых вихрей с двойным, тройным и т.д. квантом потока. (ИФП РАН)
  В гетеропереходах Nb/Au/YBa2Cu3Ox[001] обнаружена вторая гармоника в зависимости сверхпроводящего тока от разности фаз сверхпроводящих волновых функций электронов. Полученные данные подтверждают наличие в металлоксидном сверхпроводнике с высокой критической температурой нетривиального dx2-y2-типа симметрии сверхпроводящего параметра порядка. (ИРЭ РАН; Институт физики высоких технологий, ФРГ; Комениус университет, Словакия; Чалмерский технический университет, Швеция)
  Экспериментально обнаружен эффект Джозефсона в структуре сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник и изучены свойства перехода. (ИФТТ РАН)
  Созданы ВТСП нанометровые бикристаллические джозефсоновские переходы для СВЧ-излучения терагерцового диапазона (ИКАН, ИРЭ РАН; Чалмерский технический университет, Швеция).
  Физика магнитных явлений. Показано, что мезоскопические сверхпроводники с малым числом вихрей представляют собой новый тип магнито-чувствительных андреевских волноводов, в которых возможно управление когерентным транспортом. Полученная зависимость проводимости от магнитного поля позволяет рассматривать мезоскопические сверхпроводники как квантовые переключатели, в которых роль управляющего напряжения играет магнитное поле. (ИФМ РАН)
  Методами нейтронной и рентгеновской дифракции при высоких давлениях в соединениях Tb(Mn0,88Al0,12)2Hx (x = 1, 2) с нестабильной магнитной подрешеткой обнаружен неизвестный ранее тип магнитоструктурного перехода, сопровождающийся одновременным изменением магнитной структуры и фазовой сегрегацией междоузельных атомов водорода. (РНЦ КИ)
  В ферромагнитном сплаве Ni-Mn-Fe-Ga, обладающем эффектом памяти формы, продемонстрировано явление колоссальной магнитострикции, а также возможность магнитного управления эффектом памяти формы при постоянной температуре. Восстанавливаемая полем изгибная деформация превысила 3%. (ИРЭ РАН, РНЦ КИ)
  Предложен метод магнитной контактной печати на среды с высокой коэрцетивностью, основанный на записи магнитных полей, образованных от магнитных микроструктур, внесенных в магнитное поле. Получена плотность магнитной записи 3.109 бит/см2. (ИРЭ РАН)
  Физика высоких давлений. Получен и исследован чисто углеродный материал на основе фазы высокого давления фуллерита, обладающий, как обнаружено, ферромагнитными свойствами с температурой Кюри свыше 500 К. (ИФВД, ФТИ РАН)
  При давлениях выше 20 ГПа в фуллерите С60 обнаружен фазовый переход с изменением молекулярной структуры в трехмерно полимеризованную. Определены структура фазы при 22.4 ГПа и объемный модуль упругости (540 ГПа), величина которого превышает объемный модуль упругости алмаза. (ИСпАН, ИОФ РАН)
  В результате изучения нестационарных процессов высокоскоростного соударения твердых тел обоснован принцип построения сверхлегких защит, эффективно противостоящих высокоскоростному удару и имеющих массу в несколько раз меньше массы сплошных преград. (ФТИ РАН)
  Физика полупроводников. В системе двумерных электронов обнаружен микроволновый циклотронный резонанс композитных фермионов (электронов, к которым присоединяются по два кванта магнитного потока), по частоте которого определена эффективная масса этих квазичастиц. (ИФТТ РАН)
  Обнаружена сильная модуляция (глубиной до 15 - 20%) интенсивности резонансного рэлеевского рассеяния света в гетероструктурах GaAs/AlGaAs, обусловленная трехчастичными экситонными комплексами (трионами). (ФИАН)
  Установлено, что в одиночной квантовой точке в полумагнитной полупроводниковой гетероструктуре sp-d - обменное взаимодействие между одной электронно-дырочной парой и (100 спинами атомов Mn в слабом магнитном поле приводит к 100% степени поляризации линии излучения и увеличению более чем на порядок ее ширины. Оценена энергия магнитного полярона и величина флуктуаций магнитного момента в одиночной точке. (ИФТТ РАН)
  В гетероструктуре, содержащей 100-нанометровый слой n-GaAs и 14-нанометровую квантовую яму, реализован оптический затвор спинового потока из системы локализованных электронов в ядерную спиновую систему. При этом время спиновой релаксации электронов в объемном GaAs увеличивается на 2 порядка (до 300 нс). Предложена теоретическая модель наблюдаемого эффекта. (ФТИ РАН)
  Предсказано новое свойство коллективных возбуждений в одномерных электронных системах: кроме длинноволновых плазмонов обнаружена мягкая мода и полоса поглощения, связанная с возбуждением волн зарядовой плотности. Эффект обусловлен динамическими электронными корреляциями при отсутствии решеточных деформаций и важен при изучении транспортных характеристик мезоскопических структур. (ИРЭ РАН)
  На основе расчета энергетического спектра нанотрубок как гетеропереходов II рода показано, что их проводимость может носить как полупроводниковый, так и полуметаллический характер в зависимости от распределения деформаций по толщине структуры и вызванного деформациями сдвига краев зон. (ИФП СО РАН)
  С помощью непрерывных и импульсных ионных пучков синтезированы слои полупроводникового дисилицида железа в кремнии, которые характеризуются высокой степенью текстуры зерен, соответствующей ориентации кремния, прямозонной структурой дисилицида, а также высоким уровнем фотолюминесценции в ближней ИК-области. (КФТИ КазНЦ РАН)
  Предсказана и реализована возможность возбуждения фронтов туннельно-ударной ионизации в полупроводниках, скорость движения которых на порядок превышает скорость обычного ударно-ионизационного фронта. На этой основе созданы переключатели больших мощностей в пикосекундном диапазоне с параметрами коммутации, на порядок превышающими лучшие мировые достижения. (ФТИ РАН)
  Решена задача определения доли и количества атомов Ge, образующих в твердых растворах GexSi1-x нанокластеры Ge, препятствующие увеличению быстродействия приборов на основе этих твердых растворов. Разработанный метод позволяет обнаруживать кластеры в растворах с малым содержанием Ge до 1 ат.%. (ФТИ РАН)
  Предложен новый тип и способ реализации переключающих устройств на основе эффекта мультистабильности в длиннопериодных слабосвязанных сверхрешетках GaAs/Al0,3Ga0,7As. Устройства могут быть использованы в качестве элементной базы для систем многоуровневой логики. (ФИАН)
  Разработаны полевые транзисторы на структурах n+-I-GaN-сапфировая подложка, процесс формирования которых полностью основан на "сухих" процессах плазмохимического травления. Их характеристики соответствуют мировому уровню для приборов данного класса. (ИРЭ РАН; ЗАО "Полупроводниковые приборы" г. Санкт-Петербург)
  Предложен и исследован новый класс гетероструктур - гибридные А3B5/A2B6 структуры, а также диодные структуры на их основе, в которых получена интенсивная электролюминесценция при 77 К и 300 К. Использование A2B6 с полумагнитными добавками делает гибридные структуры перспективными для спиновой инжекции в приборах спинтроники. (ФТИ РАН)
  Созданы высокоэффективные оптоэлектронные пары "светодиод-фотодиод" с отношением сигнал/шум до 100 дБ в спектральном диапазоне 3-6 мкм на основе гетероструктур А3B5, в которых были реализованы три типа активации излучения: инжекция, оптическая накачка и экстракция носителей. Получены высокие значения чувствительности фотодиодов, рекордные значения положительной и отрицательной оптической мощности спонтанных (10 мВт, 300 К) и когерентных (6 Вт, 77 К) источников излучения. На основе диодов созданы низковольтные газовые датчики для медицины и взрывоопасных работ. (ФТИ РАН)
  На основе кремниевых слоев, селективно легированных эрбием, созданы диодные структуры с электролюминесценцией иона Er3+ при 77-300 К на длине волны 1,54 мкм, оптимальной для волоконных линий связи. Интенсивность излучения созданных диодов на порядок больше, чем у однородно легированных структур. В диодах, содержащих слои, легированные эрбием и бором, одновременно получено интенсивное излучение на длине волны 1,2 мкм. (ИФМ РАН, ФТИ РАН, НИФТИ ННГУ)
  Структура и свойства кристаллов. Исследованы оптические и структурные свойства жидкокристаллических дисперсий молекул ДНК, "шитых" так называемыми мостиками. Предсказано образование двойной холестерической спирали (самих молекул и мостиков). Результаты хорошо описывают экспериментальные данные по аномальному дихроизму таких дисперсий, важных в приложениях как биосенсоры. (ИТФ РАН)
  Разработана количественная теория анизотропных 4f-3d обменных взаимодействий в редкоземельных оксидах, что позволяет, используя созданные программы, анализировать и объяснять их магнитные свойства. (ИКАН)
  Предсказано и подтверждено в кристаллах германия появление "запрещенных" рефлексов в рентгеновской дифракции, обусловленное анизотропией рентгеновской восприимчивости при искажениях электронных состояний, вызываемых тепловыми колебаниями атомов. Результат важен для изучения электронной структуры кристаллов. (ИКАН, МГУ, Токийский научный университет, Япония.)
  Получено и исследовано первое соединение железа, обладающее как жидкокристаллической (смектической) организацией, так и спин-переменными свойствами. Такие соединения могут найти применение в качестве активных сред для записи и хранения информации и оптических устройств. (КФТИ КазНЦ РАН)
  Обнаружен аномальный эффект упрочнения и резкого снижения пластичности облученных быстрыми нейтронами при 77 К ферритных реакторных сталей при пострадиационном отжиге, обусловленный расслоением ОЦК твердого раствора Fe-Cr в процессе распада вакансионных кластеров. Эффект необходимо учитывать при эксплуатации и при специальной термообработке, направленной на восстановление пластичности и ударной вязкости облученных сталей. (ИФМ УрО РАН)
  Завершен цикл рентгеноструктурных исследований нескольких семейств минералов сложного состава и их синтетических аналогов, включая ртуть-содержащие соединения. Результаты открывают пути целенаправленного синтеза микро- и мезопористых кристаллических материалов с ионнообменными свойствами. (ИНХ СО, МГУ, ИКАН)
  Физика поверхности. Методом низкотемпературной сканирующей туннельной спектроскопии поверхностей двойников на сколе висмута установлен спектр электронов на этих поверхностях. Доказано, что на поверхности висмута существует двумерный слой, в котором плотность электронов проводимости, в отличие от объема, имеет обычный характерный для металлов порядок величины, примерно 1-0,1 электрон/атом. (ИФП РАН)
 
 Оптика. Квантовая электроника
 
  Спектроскопия. Из сравнения лабораторных спектральных данных и результатов астрономических наблюдений во внутригалактических молекулярных облаках обнаружена новая молекула С13О17, что позволяет существенно повысить достоверность определения концентрации СО в космосе. (ИСп РАН, Кельнский университет, ФРГ)
  В одномерном фотонном кристалле на основе пористого кремния обнаружено гигантское усиление второй гармоники вблизи резонаторной моды и края запрещенной фотонной зоны, обусловленное локализацией излучения за счет многолучевой интерференции и двухфотонного резонанса. (ИСп РАН, МГУ, Институт новых методов исследования неорганических веществ, Италия)
  В спектре межподзонных возбуждений в магнитном поле обнаружены новые коллективные моды, обусловленные синфазными и противофазными колебаниями как спиновой, так и зарядовой плотности, в которых роль дополнительной степени свободы играет номер уровня Ландау. (ИФТТ РАН)
  Для проведения лазерного дифференциального абсорбционного анализа биотканей изготовлен лазерный излучатель, длина волны которого может модулироваться в пределах от ?10 нм до ?50 нм с частотой до 20 кГц, что позволило улучшить контраст изображения биоткани более чем на два порядка с одновременным повышением реального пространственного разрешения. (ИСп РАН)
  Предложен ЭСХА-микроскоп, основанный на использовании ВУФ-рентгеновских импульсов, позволяющий достигнуть пространственного разрешения на уровне 2 нм с атомной селективностью, т.е. осуществлять прямое построение атомной структуры биомолекул. (ИСп РАН)
  Создана установка для поляризации ядер гелия за счет спинобменных процессов при столкновениях с поляризованным рубидием. На реакторе ИБР-30 в ОИЯИ проведены эксперименты по поляризации пучка медленных нейтронов гелиевым поляризатором и получена 20-процентная поляризация пучка в условиях отсутствия ведущего поля в области гелиевой мишени. (ФИАН, ОИЯИ)
  Когерентная и нелинейная оптика. Впервые в твердом теле, в кристалле дифенила с молекулами пирена, при 4,2 К на длине волны 373 нм, соответствующей 0-0 переходу молекулы пирена, наблюдалось триггерное оптическое сверхизлучение. Развита теория явления, получено согласие с экспериментом. (КФТИ КазНЦ РАН, Физико-технический институт низких температур НАНУ, Украина)
  Создан электронно-оптический преобразователь с рекордным в мире временным разрешением - 250 фс в диапазоне 0,8-1,55 мкм, предназначенный для построения сверхбыстродействующей аппаратуры. (ИОФ РАН)
  Предложена и реализована схема фемтосекундного титан-сапфирового лазера, позволяющего получать импульсы длительностью короче 10 фс при использовании стандартного активного элемента длиной 1 см. Лазер перспективен для спектроскопии сверхвысокого разрешения, оптической когерентной томографии субклеточного уровня, а также для нанооптики и микроэлектроники. (ИПФ РАН)
  В результате оптимизации конструкции мезаполоскоых лазеров разработаны мощные одномодовые диоды, излучающие при комнатной температуре в непрерывном режиме на длинах волн 0,98 мкм и 1,48 мкм с мощностями 0,6 Вт и 0,3 Вт, соответственно. (ФТИ РАН)
  Созданы 150-ваттные квазинепрерывные диодные линейки с длиной волны 808 нм. Достигнутые параметры - мощность, внешняя дифференциальная эффективность (80 %) и полный КПД (51 %), - являются рекордными. (ФИАН, ФГУП НИИ "Полюс")
  Реализованы новые схемы неодимовых твердотельных лазеров на кристаллах гранатов, алюминатов и лазерном стекле с самообращением волнового фронта в активных элементах и пассивных насыщающихся затворах. Достигнуты высокие параметры - пиковая мощность в десятки мегаватт при качестве излучения, близком к дифракционному. Лазеры использованы для разработок уникальной технологии сверления прецизионных микронных отверстий (10-200 мкм) на рекордную глубину от 2 до 20 мм в широкой гамме металлов и сплавов. (ИОФ РАН, Ковровская государственная технологическая академия)
  Предложен и реализован дистанционный метод контроля широкоапертурных оптических элементов. Созданная на основе метода установка дает точность измерений оптических длин до единиц ангстрем при апертуре элемента до 70 мм на расстоянии нескольких метров. (ИПФ РАН, НИРФИ при ННГУ)
 
 Радиофизика и электроника. Акустика
 
  Нелинейная динамика. Разработан новый метод быстрого численного интегрирования уравнений, описывающих двумерные потенциальные течения идеальной жидкости со свободной поверхностью, который может быть использован при любом уровне нелинейности, в частности, для волн большой амплитуды, описывающих явление "девятый вал" и волн-убийц. Показано, что результатом нелинейного развития модуляционной неустойчивости почти монохроматической волны Стокса является опрокидывание волн. (ИТФ РАН)
  Предложен способ связи с использованием хаоса в качестве носителя информации, основанный на вводе и последующем извлечении информационной составляющей непосредственно из широкополосного и сверхширокополосного хаотического сигнала, генерируемого в СВЧ или радиодиапазонах длин волн. Разработаны макеты системы связи и проведены эксперименты, демонстрирующие передачу цифровой информации со скоростями до 200 Мб/с. (ИРЭ РАН)
  Распространение радиоволн. С использованием линии электропередачи энергосистемы Кольского полуострова, оригинальных генератора, согласующего устройства и радиоприемников реализован и апробирован уникальный канал радиосигнала ультранизкочастотного диапазона 0,6-15 Гц, позволяющий уверенно принимать сигналы на удалениях до 1500 км со временем накопления не более 500 с. (НИРФИ при ННГУ, РИМР, ВИРГ)
  Разработан радиоголографический метод, важный для практики исследований процессов в атмосфере и ионосфере по радиозатменным данным на трассе "спутник-спутник", позволяющий на порядок повысить вертикальное разрешение и увеличить точность измерений вертикальных профилей электронной концентрации в ионосфере и температуры в атмосфере, а также их градиентов. (ФИРЭ РАН)
  Физическая электроника. Реализован СВЧ-усилитель миллиметрового диапазона волн со слаборелятивистскими энергиями электронов, одновременно обеспечивающий высокие значения мощности излучения, эффективности и коэффициента усиления при широкой полосе усиливаемых частот. Уникальная комбинация параметров достигнута за счет применения оригинальных электродинамической и электронно-оптической систем. Прибор перспективен для использования в системах радиолокации и связи. (ИПФ РАН)
  Разработан мощный трехрезонаторный гироклистрон 3-миллиметрового диапазона длин волн с выходной импульсной мощностью 340 кВт, КПД 25%, коэффициентом усиления 23 дБ и полосой усиливаемых частот 300 МГц. Выходная мощность прибора в три раза превосходит уровень, достигнутый в мире в гироусилителях этого диапазона. (ИПФ РАН)
  Рассчитаны условия, при которых передача мощности из электронного пучка в микроволновый импульс, состоящий из 7-10 периодов ВЧ-поля, приближается к 90 %. Экспериментально получена генерация таких импульсов мощностью до 400 МВт, длительностью 200-250 пс при центральной частоте колебаний около 38 ГГц, что дает возможность существенно увеличить выходную мощность и КПД короткоимпульсных ламп обратной волны. (ИЭФ УрО РАН)
  Создан наносекундный ускоритель электронов с энергией пучка 0,5 МэВ при токе 500 А и частоте следования импульсов 300 Гц с полупроводниковым прерывателем тока, позволяющий осуществлять радиационно-химическую стерилизацию электронным пучком различных изделий и материалов. (ИЭФ УрО РАН)
  Разработан протяженный ионный источник с замкнутым дрейфом электронов, имеющий высокую однородность линейной плотности ионного тока, который применен в установках по нанесению покрытий на широкоформатные подложки, в частности, в установках для изготовления теплосберегающих оконных стекол. (ИСЭ СО РАН)
  Акустика. Предложен и обоснован метод повышения эффективности взрывного сейсмозондирования, основанный на когерентном накоплении сигналов от последовательности взрывов, а также использующий пространственно развитые решетки взрывных источников с заданной временной синхронизацией подрыва. Метод дает существенный выигрыш в отношении сигнал/ шум по сравнению с точечным зарядом той же суммарной мощности и обеспечивает формирование зондирующих сейсмических полей с оптимальной пространственной структурой, в том числе, направленных сейсмических пучков. (ИПФ РАН, РФЯЦ ВНИИЭФ)
  При помощи гидроакустической системы направленных приемников, размещенной в искусственном водоеме, получен явно выраженный, в десятки раз превышающий фоновый шум, аномальный сигнал в высокочастотной (свыше 3000 Гц) части спектра акустической эмиссии Земли. Сигнал на 9 - 30 часов предшествует близким (до 200 км) и неглубоким (до 50 км) землетрясениям энергетического класса выше 11. Отсутствие влияния внешних помех (метеоусловий) на наиболее информативную часть спектра сигнала обеспечивает эффективную регистрацию сигнала-предвестника землетрясения. (ИКИР ДВО РАН)
 
 Физика плазмы
 
  Предложена теория для описания внутреннего транспортного барьера, возникновение которого в плазме токамака трактуется как бифуркация равновесного состояния плазмы. Показано, что бифуркацию испытывают термодинамические характеристики плазмы. (РНЦ КИ)
  Выполнен цикл теоретических исследований по неоклассическим магнитным островам (НМО) в токамаках, представляющим собой одно из основных препятствий на пути сооружения магнитных термоядерных реакторов. Исследовано влияние турбулентности на пороги возникновения НМО. Предложен способ подавления НМО. (РНЦ КИ)
  В целях расширения возможностей управления профилем тока в установках УТС разработан и испытан импульсный прототип гиротрона со ступенчатой перестройкой частоты. Выходная мощность многочастотного гиротрона более 1 МВт при КПД свыше 40% на 10 рабочих модах в диапазоне 105-155 ГГц. (ИПФ РАН, РНЦ КИ)
  Завершена фаза инженерного проектирования международного термоядерного реактора ИТЭР. Изготовлена катушка-вставка с проводником тороидальной обмотки ИТЭР, которая прошла испытания на стенде в Японии. Получено подтверждение возможности применения разработанных в России технологий и оборудования для изготовления крупных сверхпроводящих магнитных систем. (НИИЭФА)
  Предложен новый метод прямого зажигания предварительно сжатого термоядерного горючего мишеней инерциального синтеза. Суть метода состоит в нагреве области первоначального инициирования реакций синтеза пучком легких ионов, образующихся в результате теплового взрыва тонкой мишени-генератора под действием теплового импульса. (ФИАН)
  Введен в эксплуатацию уникальный испытательный стенд для исследования элементов и узлов широкоапертурного канала оптического усиления мощных твердотельных лазерных систем, способных обеспечить эффективный термоядерный поджиг мишеней с дейтериево-тритиевым топливом. (ГНЦ ТРИНИТИ, НИИЭФА, РФЯЦ ВНИИЭФ)
  Предложен и изучен новый способ ввода сгустков электронов в кильватерное плазменное поле с инжекцией их перед фронтом лазерного импульса. Способ позволяет сформировать очень компактный с минимальным разбросом по энергии сгусток электронов, для ускорения которого можно использовать полный перепад потенциала ускоряющего поля в области фокусирующей фазы. (ИТЭС ОИВТ РАН)
 
 Астрономия. Исследования космического пространства
 
  Строение и эволюция Вселенной. В спектре квазара с красным смещением Z= 2,3 обнаружены линии молекулы HD (легкий водород -дейтерий) и определена ее лучевая концентрация 1013 см-2. (ФТИ РАН)
  Измерены расстояния до 50 галактик в окрестностях трех самых близких групп галактик. Радиус сферы "нулевой скорости", обособляющий каждую группу галактик от космологического расширения, лежит в интервале от 0.95 до 1.25 Мегапарсек, что приводит к оценкам полной массы групп в диапазоне от 1,2 до 2,7 триллиона масс Солнца. Скорости хаотических движений галактик внутри групп почти вдвое ниже скорости хаббловского расширения. Полученные данные указывают на низкую плотность видимой материи в местной Вселенной (от 0,05 до 0,10 в единицах критической плотности), что в свою очередь свидетельствует о доминировании "вакуумной энергии" в локальной Вселенной. Аналогичный вывод, но для гораздо больших масштабов Z~1, сделан и по наблюдениям радиогалактик. (САО РАН)
  Структура галактик. Из анализа снимков космического телескопа "Хаббл" в нескольких галактиках, ранее относимых к типу "иррегулярных", обнаружены толстые галактические диски, состоящие из старых красных гигантов и превосходящие прежние оценки размеров галактик в 2-3 раза. Обнаружение таких дисков указывает на то, что "иррегулярным" может считаться распределение ярких областей звездообразования, а сами галактики при этом являются дисковыми и имеют значительно большие размеры и массу, чем считалось ранее. (САО РАН)
  Комплексные исследования тесной пары карликовых галактик SAO 0822+3545 показали, что в результате гравитационного взаимодействия в них около 100 млн. лет назад произошла вспышка процесса звездообразования, сопровождающаяся избытком голубого излучения и экстремально низким содержанием тяжелых элементов в газе (1/30 часть от солнечного). (САО РАН)
  Строение и эволюция звезд. По интерферометрическим наблюдениям в ИК-диапазоне на телескопе БТА и других крупнейших инструментах установлено, что близкая звезда Gliese 569B является молодой системой 3 коричневых карликов, динамическая масса каждого из которых не превышает 50 масс Юпитера. Температура внутри этих объектов недостаточна для термоядерного горения водорода, и они излучают в инфракрасном диапазоне только за счет своего гравитационного сжатия. (САО РАН, Институт Макса Планка, Германия, Обсерватория Кека, США)
  Построена самосогласованная модель динамической и химической эволюции плотных межзвездных газопылевых сгустков на стадии их перехода в коллапсирующие протозвезды с учетом межзвездного ультрафиолетового излучения, магнитного поля, дисбалансов химического и молекулярного состава газа и генерации сложных химических соединений. (ИНАСАН)
  В области звездообразования Орион-KL с высоким разрешением до 0,05 астрономических единиц исследованы биполярные газовые потоки и газопылевой аккреционный диск, разделенный на протопланетные кольца. (ИКИ РАН)
  По наблюдениям на РАТАН-600 в линии 21 см в окрестностях массивной кислородной звезды типа Вольфа-Райе обнаружена расширяющаяся водородная оболочка. Сделан вывод о том, что стадия быстрого звездного ветра в эволюции массивной звезды имеет небольшую продолжительность. (САО РАН)
  По наблюдениям сверхновой звезды 1998S установлено, что она взорвалась внутри мощной и оптически толстой оболочки, образованной за счет интенсивного потока вещества из звезды на протяжении 10 лет перед взрывом. По спектральным наблюдениям на 6-метровом телескопе сверхновой 2001sy обнаружены эффекты сильного "светового эха" в околозвездной пылевой оболочке и сильной асимметрии взрыва массивной звезды. (ИНАСАН, ГАО РАН, САО РАН, НИАИ СПбГУ совместно с Европейской Южной обсерваторией и др.)
  При численном моделировании аккреционного диска в двойной звезде обнаружено существование спирально-вихревой структуры. Эта структура, в отличие от ранее изученных образований, не связана с гравитационным полем второго компонента и состоит из однорукавной волны плотности с антициклоническим вихрем. Получены наблюдательные подтверждения существования подобной структуры в аккреционных дисках. (ИНАСАН)
  В экспериментах на орбитальной станции МИР измерено относительное содержание изотопов гелия в локальной межзвездной среде 3He/4He =1,7 · 10-4, что соответствует оценкам для протосолнечного вещества. Постоянство изотопного состава гелия за период 4,6 млрд. лет означает, что процессы образования 3He из дейтерия и горение гелия в ядрах звезд малой массы примерно компенсируют друг друга. (ИКИ РАН)
  Релятивистские астрофизические объекты. На телескопе БТА в микроквазаре CI Жирафа обнаружены циклические изменения положения спектральных линий с периодом 1100 дней. Источником релятивистских струй может быть компактный релятивистский объект в паре с холодной звездой-гигантом, имеющие данный орбитальный период. В другом рентгеновском источнике - микроквазаре V4641, - наблюдался рост темпа аккреции от величины, меньшей критического (эддингтоновского) уровня, до значительно сверхкритического. (САО РАН, ГАИШ МГУ, ИКИ РАН)
  Предложена гипотеза о том, что космические гамма-всплески могут быть связаны с коллапсом обнаженных ядер массивных звезд типа Вольфа-Райе. (ГАИШ МГУ)
  Обнаружено более 300 гигантских импульсов вспышечного увеличения радиоизлучения от пульсара В1937+21, самый сильный из которых имеет пиковую плотность потока около 60000 Янских. Все гигантские импульсы имеют длительность меньше 70 наносекунд и излучаются вне диаграммы направленности регулярного излучения пульсара. Излучение гигантских импульсов связано, по-видимому, с мощными электрическими разрядами в магнитосфере нейтронных звезд. (АКЦ ФИАН)
  Исследован коллапс вращающихся замагниченных звезд, что позволило предложить модель магниторотационных взрывов для вспышек сверхновых и направленных выбросов из ядер активных галактик. (ИКИ РАН)
  Солнце. В результате усилий большого коллектива ученых и инженеров осуществлен успешный запуск космического аппарата КОРОНАС-Ф, предназначенного для исследования Солнца и солнечно-земных связей. Научный комплекс исследует: внутреннее строение Солнца; коротковолновое излучение методом изображающей спектроскопии для детальной диагностики корональной плазмы с температурой до ста миллионов градусов, включая вспышки; регистрирует в околоземном космическом пространстве космические лучи и излучения солнечного происхождения. Впервые получены мгновенные снимки Солнца в линии излучения, соответствующей температуре десять миллионов градусов; ведутся наблюдения глобальных колебаний Солнца в нескольких линиях ультрафиолетового диапазона. (ИЗМИРАН, ФИАН, ИФМ РАН, НИИЯФ МГУ)
  Обнаружен эффект уменьшения в 1,5 раза яркости короны в полярных областях Солнца за период 50 лет, что может быт вызвано долговременными изменениями структуры конвективной зоны Солнца. (ГАО РАН, ИЗМИРАН)
  Обнаружены изменения светимости Солнца, вызванные крупномасштабными и долгоживущими магнитными структурами; построена модель устойчивых комплексов активности, связанных с несимметричным магнитным полем Солнца реликтового происхождения. (ИСЗФ СО РАН)
  Обнаружены квазипериодические флуктуации магнитного поля во внешней короне Солнца с периодами, близкими 5 минутам, и относительной амплитудой ~10%. Квазипериодические флуктуации связаны с распространяющимися от Солнца альвеновскими волнами, генерируемыми первоначально в неоднородных нестационарных магнитных структурах нижней короны. (ФИРЭ РАН, АКЦ ФИАН)
  Планетные системы. По имеющемуся комплексу данных о траекториях космических аппаратов и орбитах больших планет, а также по взаимным гравитационным возмущениям для 357 астероидов уточнены их массы. Суммарная масса астероидов главного пояса оценена в 1800х10-12 массы Солнца, что согласуется с оценками по теории фрагментации. Сравнение с наблюдаемым распределением, включающим уже 30000 нумерованных малых планет, показывает, что в настоящее время известна лишь малая часть всех астероидов Солнечной системы. (ИПА РАН)
  Из анализа параметров планетных систем в окрестностях других звезд установлено, что планеты-гиганты (так называемые "горячие Юпитеры") в результате своей миграции с высокой вероятностью разрушают встречающиеся планеты земного типа, если таковые изначально смогут образоваться. (ИКИ РАН)
  Разработана структура сигналов межзвездных посланий, содержащая зондирующий монохроматический сигнал с доплеровской поправкой на собственное движение, аналоговую и цифровую содержательную информацию, реализованную в проекте "Детское радиопослание", которое в сентябре 2001 г. было направлено из Евпаторийского Центра дальней космической связи к шести соседним звездам солнечного типа с планетными системами. (ИРЭ РАН, ГАИШ МГУ, МГДДЮТ, РНИИ КП, НАНУ)
  Астрономические инструменты и методы. В составе миссии НАСА "2001 Марс Одиссей" запущен российский прибор "HEND" для регистрации нейтронов высоких энергий и исследования состава поверхности Марса. (ИКИ РАН)
  На базе антенны диаметром 64 м и аппаратурного комплекса начаты регулярные наблюдения на Калязинской радиоастрономической обсерватории в пяти диапазонах длин волн. (АКЦ ФИАН, ОКБ МЭИ, РАКА)
  На архипелаге Шпицберген создана обсерватория "Баренцбург", оснащенная современным геомагнитным и ионосферно-томографическим оборудованием для комплексного мониторинга геофизических явлений в высоких широтах. (ПГИ КНЦ РАН)
  В рамках программы "Интеграция" продолжается работа Учебно-научного центра "Наземная астрономия", в котором проходят обучение студенты практически всех университетов страны с использованием уникальных наблюдательных инструментов - 6-метрового телескопа БТА и радиотелескопа РАТАН-600. (САО РАН)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
 
 ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ
 [Академик-секретарь Отделения академик О.Н.Фаворский]
 
 Теплофизика
 
  Получены новые экспериментальные данные о процессах турбулентного переноса в дозвуковых отрывных течениях и в условиях гидродинамической нестационарности потока. Создана методологическая и инструментальная база комбинированных многоточечных измерений гидродинамических и тепловых параметров турбулентного потока. Получен и обобщен обширный экспериментальный материал по взаимосвязи параметров гидродинамических и тепловых процессов, по динамике мгновенных пространственных полей параметров турбулентных течений. Сформированы новые представления о физической картине генерации вихревых структур и их взаимодействия с ограничивающими поверхностями, конкретизирующие механизмы переноса импульса и теплоты в сложных турбулентных течениях. Полученные данные способствуют совершенствованию методов моделирования процессов в энергоустановках. (ОЭ КазНЦ РАН)
  Выполнены комбинированные измерения мгновенных величин гидродинамических и тепловых параметров в дозвуковых турбулентных отрывных течениях и в турбулентном пограничном слое, развивающемся в условиях наложенной гидродинамической нестационарности. Выявлена пространственно-временная взаимосвязь параметров. Установлены закономерности фазового сдвига между нестационарными и турбулентными составляющими пульсаций гидродинамических и тепловых параметров в условиях гидродинамической нестационарности. Сформированы новые представления о физической картине генерации вихревых структур и их взаимодействия с ограничивающими поверхностями, конкретизирующие механизмы переноса импульса и теплоты в сложных турбулентных течениях. Полученные данные способствуют совершенствованию методов прогнозирования работы энергоустановок на нестационарных режимах. (ОЭ КазНЦ РАН)
  Выполнен комплекс исследований газодинамики и акустики потоков сложных резонирующих систем, позволивших разработать, изготовить и испытать новый тип высокоэффективных излучателей колебаний в потоке сжимаемой жидкости. Разработанные технология и устройства позволяют формировать и неограниченно долго поддерживать в продуктивном плане волновое поле с изменяющимися во времени и пространстве параметрами и в итоге - значительно повысить эффективность комбинированных методов воздействия: кратно увеличить дебиты скважин и уменьшить материальные и энергетические затраты на освоение залежей высоковязких нефтей и природных битумов. (ОЭ КазНЦ РАН)
  На основе метода ренормализационной группы выведена формула подсеточной модели для расчетов потоков тепла и жидкости во фрактальной пористой среде. Для проверки этой формулы и применяемого метода выполнено прямое численное моделирование тепломассопереноса во фрактальной среде. Результаты расчета выявили тесное соответствие выводов теории с данными численного эксперимента. (ИТ СО РАН, ИВМиМГ СО РАН)
  Впервые экспериментально обнаружен и исследован эффект роста относительной амплитуды крупных волн при стекании интенсивно испаряющихся пленок жидкости. С использованием бесконтактного емкостного метода измерения мгновенной толщины волновой пленки жидкости изучена динамика пленочного течения по обогреваемой поверхности. Показано, что в предкризисных режимах деформация волновой поверхности с существенным локальным утонением пленки в остаточном слое жидкости приводит к интенсификации теплообмена. (ИТ СО РАН)
  Теоретически и экспериментально показано, что горение в пограничном слое приводит к значительному (в несколько раз) снижению сопротивления трения на обтекаемой проницаемой поверхности. Особенно сильно этот эффект проявляется в области малых вдувов, что является важным при разработке практических методов снижения сопротивления. (ИТ СО РАН)
  На основе аналитического описания кривой кипения теплоносителя получено решение сопряженной задачи тепломассопереноса на оребренной поверхности теплообменного аппарата. Получен критерий качества теплоносителя - отношение изменения теплосодержания при фазовом переходе к изменению теплосодержания при перегреве теплоносителя. (ИПГ ДНЦ РАН)
  Совместно с МЭИ выполнены работы по модернизации электронного справочника, включающего для важнейших веществ, используемых в теплоэнергетике, справочные данные и программные модули, обеспечивающие расчет теплофизических свойств. (ИВТ РАН)
  Разработана инженерная программа расчета полей скоростей и температур зоны смешения и пристеночной зоны эффективного пограничного слоя при завесном охлаждении высокотемпературных элементов теплозащиты огневых стенок камеры сгорания и других элементов тракта энергетических ГТУ при повышенных параметрах рабочего тела (до 2000К и 5,0 МПа). (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН)
  Выполнены теоретические и экспериментальные исследования тепломассопереноса с целью определения энергосберегающих режимов в процессе термообработки. Для дальнейшего подтверждения теоретических положений и расчетов на созданном в НТЦ ЭПУ и ООО "Каскад Академия" экспериментальном стенде была определена методика экспериментов. (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН)
  Проведена работа по рассмотрению возможности использования теплонасосного блока центрального теплового пункта и теплонасосного блока ТЭЦ как единого теплонасосного комплекса. Рассмотрена принципиальная технологическая схема работы такого теплонасосного комплекса, включая рассмотрение вопросов управления его работой на различных режимах. (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН)
  В развитие равновесной термодинамики совместно с ИВМ СО РАН завершен цикл исследований по созданию методов и моделей для анализа областей достижимости и частичных равновесий в физико-химических и технических системах. Выполнен наиболее полный термодинамический анализ уравнений кинетики, включающий сопоставление формализмов термодинамики и кинетики. Предложены строго формализованные методы оценивания частичных равновесий в отличие от применявшихся ранее алгоритмов интуитивного поиска конечных равновесий путем исключения из списка реагентов веществ, которые по предположению исследователя в ходе изучаемого процесса не должны образовываться. Разработаны математические методы и термодинамические модели, нацеленные на поиск в области термодинамической достижимости из заданного исходного состояния системы равновесий. (ИСЭМ СО РАН)
 
 Атомная энергетика
 
  На базе разработанного в Институте пакета программ СВЕЧА, предназначенного для моделирования процессов разрушения активной зоны в начальной стадии тяжелой аварии, включающего модели физико-химического взаимодействия материалов при разогреве активной зоны, вызванной потерей теплоносителя, модели стекания жидких компонентов, модели окисления и механического поведения оболочки тэвлов, ряд моделей по определению разрушения активной зоны реактора и выхода продуктов деления, совместно с РФЯЦ ВНИИЭФ, (г. Саров), Институт "Атомэнергопроект" (СПб) и РНЦ КИ создан интегральный код РАТЕГ-СВЕЧА. Интегральный код предназначен для анализа водородной безопасности и выхода расплава в устройство удержания. РАТЕГ-СВЕЧА используется для анализа безопасности Тяньваньской АЭС с реактором ВВЭР-1000. (ИБРАЭ РАН)
  В рамках работ по проекту РАСПЛАВ, выполняемого совместно с РНЦ КИ, завершено создание трехмерных теплогидродинамических моделей экспериментальных установок с целью расчетно-теоретического обоснования проводимых в РНЦ крупномасштабных экспериментов по удержанию материалов активной зоны при температурах превышающих 2600 0С. Разработаны двух- и трехмерные термогидродинамические коды CONV2D и CONV3D, позволяющие анализировать процессы диффузии/конвекции с учетом плавления, в том числе бинарных смесей. Разработаны модели формирования твердых структур на границе расплава реакторных материалов с учетом реальных фазовых диаграмм состояний; проведена серия численных расчетов по моделированию крупномасштабного эксперимента AW200 с целью исследования взаимодействия прототипов расплавленных материалов активной зоны с нижней частью корпуса реактора, использующий около 200 кг топливной UO2-ZrO2-Zr смеси. (ИБРАЭ РАН)
  Для моделирования растекания расплава с учетом особенностей кориумной ловушки, включая такие явления как растекание расплава и тепловые потери при взаимодействии его с водой, разработан компьютерный код SPREAD. Код позволяет оценивать расстояния, на которое растеклось топливо, эволюцию пространственной конфигурации расплава, распределение температуры и тепловых потоков внутри расплава и на его границах. Код успешно использовался для проведения расчетов по анализу возможности удержания расплава в охлаждаемой ловушке тигельного типа, предложенной Санкт-Петербургским научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом энерготехники для Ляньюганьской АЭС. (ИБРАЭ РАН)
  На базе разработанных в Институте новых алгоритмов создан программный комплекс ПРОГНОЗ, позволяющий для реактора РБМК в реальном времени на компьютере Pentium-100 проводить в 3-х мерной геометрии поканальный прогноз (расчет) изменения полей нейтронов, энерговыделения и т.д. в активной зоне работающего в стационарном режиме реактора после локального ввода реактивности, связанного с перемещением стержней управления СУЗ, перегрузкой (перестановкой) каналов (ТВС, ДП) и т.д. При этом детально учитывается алгоритм работы конкретной системы автоматического управления ЛАР, использующейся в реакторе. Программный комплекс ПРОГНОЗ эксплуатируется на 1-, 2- и 3-м блоках Смоленской АЭС и на 3-м и 4-м блоках Курской АЭС. В результате испытаний комплекса ПРОГНОЗ на базах данных Смоленской и Курской АЭС установлено, что комплекс ПРОГНОЗ позволяет прогнозировать изменение локальных (поканальных) и интегральных характеристик реактора с точностью, лучшей той, которая требуется для нормальной эксплуатации реактора. В настоящее время ведутся работы по адаптации комплекса ПРОГНОЗ для постановки на БЩУ Курской АЭС. (ИБРАЭ РАН)
  Создано внутренне согласованное термодинамическое описание двух- и трехкомпонентных жидкометаллических теплоносителей, свойства которых могут регулироваться путем изменения состава. С единых позиций описаны свойства как жидкой, так и паровой фаз в диапазоне концентраций компонентов от 0 до 1 и температур от 200-400К до 1200-1500К. Разработанные жидкометаллические теплоносители имеют рабочий диапазон и необходимую эффективность от предельно низких (около 190-200К) до максимально высоких (1200-1600К) температур и могут работать в области мощных энергетических и нейтронных потоков. (ИВТ РАН)
  Исследован механизм парового взрыва жидкометаллических капель применительно к безопасности АЭС. Продолжен цикл исследований комплекса явлений, протекающих на межфазной границе при переходе от пленочного режима кипения к пузырьковому. Опыты проведены при кипении при различных материалах поверхностей. Получен ряд новых эффектов, разработана усовершенствованная модель процессов. (ШО ОИВТ РАН)
  Разработаны научные основы построения системы нормирования показателей надежности обеспечивающих систем АЭС при функционировании их в различных природно-климатических условиях. Предлагаемые подходы являются развитием ранее сформулированной математической модели, определяющей техническую и экономическую приемлемость принимаемых решений по резервированию системы надежного энергоснабжения собственных нужд АЭС. (ОЭП СНЦ РАН)
 
 Электрофизика
 
  Проведены теоретические и экспериментальные исследования в области магнито-плазменной аэродинамики. Выполнены теоретические и численные исследования по анализу МГД-управления гиперзвуковыми потоками. Создан экспериментальный стенд по исследованию гиперзвукового обтекания затупленных тел во внешнем магнитном поле. Разработан вычислительный комплекс для расчета двумерных гиперзвуковых течений реального газа во внешних электрических и магнитных полях. Выполнен цикл работ по обеспечению тепловой надежности гиперзвуковых полетов летательных аппаратов. (ИВТ РАН)
  Успешно выполнен первый физический эксперимент на Международной космической станции - совместный российско-германский эксперимент "Плазменный кристалл-3". Проведен цикл экспериментальных исследований и получен огромный объем уникальной информации по физике сильнонеидеальной пылевой плазмы в условиях микрогравитации. (ИТЭС ОИВТ РАН)
  Впервые проведены экспериментальные исследования упорядоченных пылевых структур в плазме ВЧ-разряда низкого давления при криогенных температурах. Получены сверхплотные упорядоченные плазменно-пылевые структуры, не наблюдаемые при комнатных температурах. Образование таких структур объясняется тем, что при криогенных температурах уменьшается дебаевский радиус экранирования и существенно ослабевает взаимное кулоновское отталкивание заряженных макрочастиц. (ИТЭС ОИВТ РАН)
  Открыты две стадии релаксации кинетической и потенциальной энергии в неравновесной неидеальной электрон-ионной плазме. Изменение кинетической энергии электронов на первой, небольцмановской стадии сопровождается колебаниями этой энергии. Результат предполагается использовать для оценки эффективности раскачки неравновесных плазменных волн на фронте генерации неидеальной плазмы. Возможна аналогия с генерацией ионизационных кильватерных волн. (ИТЭС ОИВТ РАН)
  Развит новый подход к исследованию термодинамических свойств плотной низкотемпературной плазмы. Проведены расчеты в условиях образования и распада атомов и молекул, при увеличении плотности обнаружено упорядочивание протонов и спаривание электронов, а также фазовый переход из жидкого в металлическое состояние. В рамках вигнеровской формулировки квантовой механики для их расчета развит новый численный метод, использующий комбинацию метода молекулярной динамики и метода Монте-Карло. (ИТЭС ОИВТ РАН)
  Завершен цикл экспериментальных и теоретических исследований генератора низкотемпературной плазмы нового типа с расширяющимся каналом выходного электрода. Разработана математическая модель генератора, проведена оптимизация геометрии канала выходного электрода. С помощью специальной компьютерной программы обработан большой массив данных по спектрам излучения аргоновой и азотной плазмы до температур 30 000К, проведен анализ термодинамического состояния плазмы и определены основные протекающие в ней плазмохимические процессы. Генератор низкотемпературной плазмы используется на установках упрочнения железнодорожных и трамвайных колесных пар, для восстановления железнодорожных крестовин, для упрочнения и восстановления металлургического оборудования и плазменной резки. (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН, ИВТ РАН)
  Проведены измерения динамических пределов текучести и прочности поликристаллического алюминия высокой чистоты и алюминиевого сплава в диапазоне температур от комнатной до точки плавления при длительностях ударно-волнового воздействия ~2?10-7 с. Показан определяющий вклад фононного трения в сопротивление высокоскоростному деформированию при высоких температурах. При температурах вблизи точки плавления не наблюдалось признаков аномального перегрева твердофазного состояния, что согласуется с имеющимися литературными данными по молекулярно-динамическому моделированию плавления. (ИТЭС ОИВТ РАН)
  Разработана теория перехода изолятор - металл в молекулярных жидкостях, с помощью которой объясняются результаты недавних экспериментов по металлизации расплавов селена и иода. Теория позволяет предсказать положение точек перехода на фазовой диаграмме и оценить активированную проводимость в окрестности точки перколяционного перехода. Эти результаты имеют фундаментальное значение для физики электронных расплавов. (ИТПЭ ОИВТ РАН)
  Разработаны электродинамические модели и комплекс вычислительных программ для расчета характеристик рассеяния сложных объектов, частотно-избирательных управляемых поверхностей, электродинамических структур, содержащих материалы с отрицательным показателем преломления; проведено моделирование сложного композита на основе включений спиральной формы. (ИТПЭ ОИВТ РАН)
  В полосе частот 0.1(10 ГГц исследованы диэлектрические и магнитные спектры модельных образцов с упорядочено расположенными отрезками остеклованного ферромагнитного микропровода. Обнаружена возможность управления спектром диэлектрического поглощения статическим магнитным полем. Показано, что с практической точки зрения использование магнитного микропровода в СВЧ-поглотителях электромагнитных волн не имеет значимых преимуществ по сравнению с любыми другими проводящими волокнами. (ИТПЭ ОИВТ РАН)
  Разработана методика определения магнитных свойств наполнителя и характеристик микроструктуры композитных материалов с проводящими ферромагнитными включениями из экспериментальных данных по частотной зависимости материальных параметров композита. (ИТПЭ ОИВТ РАН)
  В области фундаментальных исследований мощных импульсных разрядов впервые в мировой практике реализованы устойчивые состояния мегаамперных разрядов в газах сверхвысокой плотности. Исследованы разряды в водороде и гелии при начальной концентрации нормальных атомов до 3·1022 см-3 с концентрацией ионов до 1022 см-3 при токах до 5 МА и временах ?10 мкс. Проведены измерения электрических параметров дуги и рассчитаны ее основные характеристики (размер, температура и проводимость), определен уровень удельного энерговвода. Максимально достигнутая температура составила ? 20 Эв. (ИПЭФ РАН)
  В области исследований электродуговых процессов в генераторах плотной плазмы, создания различных типов плазмотронов продолжены работы по оптимизации генераторов плазмы большой мощности (500 кВт и выше), работающих на окислительных средах в стационарных режимах (более 100 час. непрерывной работы) . Проведен цикл исследований более тридцати композитных электродных материалов на основе сплава железо-медь с различными добавками. Созданы и исследованы электродные блоки с торцевыми электродами для работы на окислительных средах с ресурсом работы более 200 час. Разработана и создана новая система поджига плазмотронов большой мощности на основе высокочастотного источника питания. Проведен цикл исследований по созданию плазмотронов, использующих в качестве рабочего тела пары воды. (ИПЭФ РАН)
  В области фундаментальных исследований импульсно-периодических разрядов в жидкости проводились исследования процессов комбинированного воздействия параметров разряда на микробы и микроорганизмы, а также исследования причин пролонгированного бактериоцидного воздействия жидкости, обработанной импульсными разрядами. Впервые установлено наличие в обработанной воде весьма малых концентраций наночастиц и аномальных отрицательных радикалов. Исследуется их химический состав, поверхностный заряд и их влияние на микробы и микроорганизмы. Проведенные опыты показали отсуствие отрицательного воздействия на органы подопытных животных (печень,желудок, слизистые и др.) при длительном употреблении воды, обработанной импульсно-периодическим разрядом. (ИПЭФ РАН)
  Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований по анализу электромагнитных полей и наведенных напряжений на неоднородных по длине отключенных линиях электропередачи, находящихся в зоне электромагнитного влияния разветвленной действующей сети в нормальных и аварийных режимах ее работы. (ИФТПЭС КНЦ РАН)
  Обнаружено и исследовано явление стабилизации силы левитации, возникающей в образцах высокотемпературных сверхпроводников при замораживании в них магнитных полей со встречными направлениями индукции. Предложена теоретическая модель явления, объясняющая уменьшение затухания силы левитации в сравнении со случаем однородной намагниченности образца. (ИТФ УрО РАН)
  Разработана и прошла первые тесты новая технология создания криогенных корпускулярных мишеней для ускорительной техники - система генерации монодисперсных жидких капель и гранул водорода для взаимодействия с протонными пучками высокой светимости. (МЭИ, ИТЭФ)
 
 Электротехника
 
  Проведены исследования, разработаны основы теории, математические модели и алгоритмы расчета и на их основе - новые типы электромеханических преобразователей энергии (электрических машин). Для низконапорной турбины впервые создан и испытан генератор с числом пазов на полюс и фазу меньше единицы, что позволило обеспечить непосредственное соединение с турбиной без мультипликатора и существенно уменьшить габариты и вес агрегата. (ОЭЭП РАН)
  Выполнены исследования преобразователя - накопителя энергии для его применения в качестве резервного источника гарантированного питания ответственных потребителей. В результате исследований проведена оптимизация комбинированного преобразователя-накопителя, ротор которого одновременно является индуктором электрической машины переменного тока и маховиком. В качестве двигателя - генератора предлагается бесконтактная синхронная машина с возбуждением от постоянных магнитов Nd-Fe-B и управляемого полупроводникового преобразователя. (ОЭЭП РАН)
 
 Экология энергетики
 
  На основе сценариев эмиссии антропогенных газов на период 2000-2100 гг., разработанных Межправительственным комитетом по изменению климата, в которых даются прогнозы эмиссии озонообразующих и парниковых газов в XXI веке, впервые рассчитано изменение количества озона в средних широтах в результате роста в указанный период атмосферного содержания озонообразующих компонент - метана, окиси углерода и окислов азота. Выявленные данные свидетельствуют о возможности появления в XXI веке озонового кризиса нового типа, кризиса, связанного уже с избытком содержания атмосферного озона по сравнению с его количеством, существовавшим на протяжении последних 400 млн. лет. Получение соответствующих достоверных данных, необходимых для дальнейшего прогнозного анализа в этом направлении, становится чрезвычайно актуальным. (ИНЭПХФ РАН)
  Исследованы природные механизмы самоочищения атмосферы от диоксида серы, происходящие в капельной фазе влажного воздуха, содержащего реальные фоновые концентрации примесей металлов переменной валентности, ионная форма которых в жидкой фазе катализирует цепные реакции окисления сульфита. Полученные данные чрезвычайно важны для возможной оптимизации скрубберной технологии очистки дымовых газов ТЭС от диоксида серы. (ИНЭПХФ РАН)
  Проведен комплекс исследований по сравнительной оценке экологических рисков. Научно-методической основой для разработки и получения интегральных оценок экологической опасности техногенных воздействий явились современные научные подходы в области анализа экологических рисков. Сравнительный анализ последствий техногенного воздействия, обусловленного поступлением загрязняющих веществ (радиоактивных и химических) в окружающую среду с выбросами и сбросами предприятий ядерного топливного цикла и других отраслей экономики, позволил определить вклад предприятий атомной энергетики и промышленности в обострение экологической ситуации в районах их размещения. Выполнены многочисленные оценки рисков для здоровья населения, как в региональном масштабе, так и в целом по России. Показано, что роль радиационного фактора среди других техногенных рисков пренебрежимо мала, а по ряду химических загрязнителей и по содержанию в атмосферном воздухе взвешенных частиц риски находятся на неприемлемо высоком уровне. (ИБРАЭ РАН)
  На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны экологически чистые энергохимические технологии комплексного использования органических топлив (природного газа и угля) и дано их технико-экономическое обоснование, демонстрирующее возможность значительного снижения стоимости генерируемой энергии при удовлетворении высоких экологических стандартов. (ИВТ РАН)
 Общая энергетика
 
  По направлению "Научные основы новой энергетической политики и механизмы ее реализации в рыночной экономике" по заказу РАО "ЕЭС России" разработаны: "Основные положения стратегии развития электроэнергетики России на период до 2020г." и "Концепция разработки инвестиционной политики в условиях конкурентного рынка". (ИНЭИ РАН)
  На основе анализа зарубежного и отечественного опыта реформирования электроэнергетики, системного подхода и более глубокого рассмотрения вопросов развития и инвестирования отрасли, иерархической организации рынков электроэнергии, реформирования теплового хозяйства, сбалансированного сочетания механизмов регулирования рынка - создана целостная концепция реформирования электроэнергетики России. (ИСЭМ СО РАН)
  По заданию Минэнерго России выполнена работа "Разработка концепции развития теплоснабжения в России, включая коммунальную энергетику, на среднесрочную перспективу". Проведена оценка состояния системы теплоснабжения, включая технические средства производства, передачи и распределения тепла, а также организационной структуры управления теплоснабжением. Впервые на основе критического анализа сформированы концептуальные предложения по совершенствованию структуры управления теплоснабжением и внедрению организационных и финансовых механизмов повышения эффективности теплоснабжения с учетом интересов как поставщиков, так и потребителей тепла. (МЭИ)
  Широкомасштабными промышленными испытаниями, проведенными на Мордово-Кармальском месторождении (ОАО "Татнефть"), подтверждена высокая эффективность предложенных и разработанных новых технологии и технических средств комбинированного (тепловолнового) воздействия на глубокозалегающие пласты высоковязких нефтей (ВВН) и природных битумов (ПБ). В течение трехлетних испытаний достигнуто увеличение полноты и интенсивности извлечения ВВН и ПБ из недр и одновременно - уменьшение удельных материальных и энергетических затрат. (ОЭ КазНЦ РАН)
  Проведен технико-экономический анализ парогазовой установки с впрыском пара (ПГУ-STIG) и теплонасосной установкой (ПГУ МЭС-60) для АО Мосэнерго. Показано, что на базе ПГУ с впрыском пара в камеру сгорания, сочетающейся с контактным конденсатором и теплонасосной установкой, можно создать перспективный энергоблок, который наряду с высокими экономическими и экологическими показателями выработки электроэнергии обеспечит требуемое для системы Мосэнерго сочетание электрической и тепловой мощностей. Экономические показатели выработки электроэнергии, создаваемой ПГУ с впрыском пара, выше, чем у бинарных ПГУ. (ИВТ РАН)
 
 
 
 ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ, МЕХАНИКИ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
 [Академик-секретарь Отделения академик Д.М.Климов]
 
 Проблемы машиностроения
 
  Проведен анализ лазерных и светолучевых технологий с целью поверхностного упрочнения машиностроительных деталей. Определены области, в которых использование лазерных и светолучевых методов поверхностного упрочнения более эффективно по технико-экономическим критериям по сравнению с традиционными методами. В результате исследований структуры, микротвердости и триботехнических свойств различных конструкционных материалов выявлена зависимость триботехнических характеристик от структуры поверхностных слоев, формирующихся при импульсной микроплазменной обработке и разработаны практические рекомендации. (ИОФ РАН, ИМАШ РАН)
  Расчетно-экспериментальным методом определены функциональные зависимости изменения исходных объемных полей остаточных напряжений при упругопластических нагружениях физико-механически неоднородных конструкционных материалов, уточнены параметры нелинейных критериев разрушения. Изготовлен макет установки для определения характеристик деформирования материалов с использованием электронной спеклинтерферометрии. (ИМАШ РАН)
  На основе исследования полиакрилонитрила в композициях с твердыми смазками разработаны тонкослойные износостойкие антифрикционные покрытия, показавшие устойчивый коэффициент трения и износостойкость до температуры 3700С. (ИНЭОС РАН)
  Разработан метод создания трехмерных изделий с использованием листовых материалов и лазерной технологии по моделям, представляемым в компьютерном виде. Метод повышает эффективность этапов проектирования, а также производства новых объектов повышенной сложности по их компьютерным моделям. (ИПМех РАН)
  Разработаны технологические режимы равноканального углового прессования специальных алюминиевых сплавов, обеспечивающие формирование субмикрокристаллической структуры и высокие прочностные характеристики сплавов (предел прочности при комнатной температуре около 700-900 Мпа). Определены оптимальные режимы деформации указанных сплавов в условиях высокоскоростной сверхпластичности. (Филиал ИМАШ РАН в Н.Новгороде)
  Разработана технология изготовления машиностроительных деталей из порошковых материалов, в которой формирующий порошковую заготовку инструмент размещен внутри индуктора, создающего давление магнитно-импульсного поля. Такое формирование сопровождается повышением плотности порошковой заготовки, точности ее размеров и снижением энергозатрат на ее спекание. (МГТУ)
  На основе исследования нестационарных ударно-волновых процессов в жидкости и газе разработаны пневмоимпульсные технологии и предложена методика разрушения отложений различной твердости (солевых, карбонатных, известковых, угольных, цементных, парафиновых и др.). Пневмоимпульсные технологии нашли широкое практическое применение на предприятиях энергетической, угольной и металлургической промышленности России.
  Разработаны принципы и созданы автоматизированные лазерные технологические комплексы на основе теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом. Комплексы на базе источников излучения мощностью 1-8 кВт предназначены для лазерной резки, сварки и упрочнения поверхности. Разработана технология безгратовой резки стали с малой шероховатостью поверхности. (ИТПМ СО РАН)
  Завершены фундаментальные исследования по построению физико-математических моделей, алгоритмов и программ расчета полей вибраций и воздушного шума сложных инженерных конструкций и сооружений в широком диапазоне звуковых частот. Созданное программное обеспечение позволяет производить расчеты вибраций и воздушного шума внутри любых транспортных средств с целью разработки мероприятий, обеспечивающих выполнение санитарных норм, а также при решении специальных задач. (ЦНИИ им. А.Н.Крылова)
  Проведены натурные морские испытания солнечного автономного необитаемого подводного аппарата (САНПА) с неограниченным временем плавания. САНПА использует солнечные батареи для энергообеспечения, способен нести спутниковую систему связи, гидроакустический модем и датчики для сбора океанологических данных. Обеспечена возможность радиосвязи с САНПА, получения информации о его состоянии и собранных данных, корректировки или замены программ его деятельности. (ИПМТ ДВО РАН)
  Предложен новый принцип действия пневмосепаратора, основанный на разделении управляемым потоком воздуха смеси материалов в поле центробежных сил. Создан пневмосепаратор высокой производительности для обогащения руды. По сравнению с аналогичным оборудованием обладает мобильностью, возможностью эксплуатации при низких температурах, простотой конструкции, возможностью быстрой переналадки. (ИГДС СО РАН)
  Разработаны вероятностно-статистические методы прогнозирования и диагностики флаттера лопаток осевых компрессоров с использованием математического, физического моделирования и обобщения экспериментальных исследований, в том числе на летающих лабораториях. Разработанные методы и системы позволяют прогнозировать флаттер на стадии проектирования авиационного двигателя и диагностировать флаттер в стендовых условиях и в эксплуатации. (ЦИАМ)
  Установлена зависимость между минимальной величиной зерен и расстоянием между дислокациями, позволяющая прогнозировать режимы получения ультрамелкозернистой структуры в материалах и создание нового структурного подхода, заключающегося в учете состояния границ зерен при конструировании сверхпластичных керамик. (ИПСМ РАН)
  Предложена методология обеспечения надежности, ресурса и безопасности ядерных энергетических установок (ЯЭУ) с учетом процессов деградации материала в опасных зонах несущих конструкционных элементов, а также уменьшения их прочности в результате процессов усталости, коррозии, распространения трещин. Безопасная эксплуатация оборудования и трубопроводов ЯЭУ при наличии дефектов может быть обеспечена посредством контроля фактических темпов деградационных процессов на основе эксплуатационного мониторинга ресурса. Реализация методологии для атомного ледокола "Арктика" позволила повысить срок службы со 100 тыс. часов до 142 тыс. часов. (ОКБ машиностроения)
  Разработана и запущена в эксплуатацию установка КВГ-8 для изготовления электродов плавильных печей с помощью взрыва. Преимущества установки: высокая степень безопасности, высокая производительность, универсальность, возможность реализации различных взрывных технологий. (КТИ ГИТ СО РАН)
  Разработана методика расчета истечения в вакуум вязкой струи через микроотверстие в стенке герметичного отсека и определения интенсивности захолаживания близлежащей зоны стенки. Разработаны ручные переносные приборы для измерения температур поверхности и влажности, основанные на принципах теплометрии и диэлектрических свойств гигроскопичных материалов. На тепловакуумной камере проведены экспериментальные исследования поля температур стенки и влажности воздуха в зоне отверстия, подтвердившие теоретические исследования. Аппаратура и метод поиска отработаны космонавтами на космической станции при поиске микротечи. (ЦНИИМАШ)
  Разработано техническое предложение по созданию не имеющего аналогов кислородно-водородного ЖРД с кольцевой камерой сгорания и тарельчатым соплом, выполненного по безгазогенераторной схеме с раздельными турбонасосными агрегатами. Проведены исследования, показавшие возможность повышения надежности и параметров ЖРД для разгонных блоков и межорбитальных буксиров путем упрощения и оптимизации их схем. (КБ химавтоматики, РКК "Энергия", Исследовательский центр им. М.В.Келдыша)
  Разработан магнитно-измерительный комплекс и созданы методики для раздельного контроля структуры и механических свойств компонент стальных биметаллических изделий, основанный на измерении предельной и частных петель магнитного гистерезиса, а также их отдельных параметров. Комплекс может быть использован в решении задач неразрушающего контроля стальных и чугунных деталей машин и элементов конструкций. (ИМАШ УрО РАН)
  Создано мобильное специализированное газотермическое оборудование и разработана технология нанесения защитных коррозионностойких покрытий на агрегаты энергетических установок, в том числе без их демонтажа. Это позволяет в десятки раз снизить трудоемкость и повысить производительность ремонтных работ агрегатов и узлов энергетических установок по сравнению с существующими технологиями ремонта. (НИИ технологии и проблем качества при Самарском аэрокосмическом университете им. С.П.Королева)
  Создан метод и разработан пакет прикладных программ расчета стохастического роста множества трещин в условиях совместного воздействия циклического нагружения и локальной коррозии. С помощью разработанного метода можно оценивать ресурс промысловых трубопроводов. (НИЦ "НиР БСМ" УрО РАН)
  Разработана математическая модель аварийной ситуации технических систем, учитывающая процессы деградации параметров, накопление повреждений, вид предельного состояния и сценарии развития аварии. Рассмотрены характерные этапы разрушения конструкций от отказов отдельных элементов до катастрофы всей системы. (ИВМ СО РАН)
  Разработана методика для оценки остаточного ресурса оборудования и трубопроводов АЭС и обоснования продления срока их эксплуатации. (Комиссия РАН по проблеме "Использование энергоаккумулирующих веществ в машиностроении, механике и экологии", ИМАШ РАН)
 
 Механика
 
  Осуществлено научно-техническое сопровождение разработки проекта уникальной по своей сложности операции по подъему АПЛ "Курск". Разработаны математические модели взаимодействия многоступенчатых силовых систем, выбран оптимальный по критерию безопасности вариант захвата лодки через отверстия в прочном корпусе и определена рациональная форма отверстий и зацепов. Проведены с использованием оригинальных методик исследования и испытания в аэродинамической трубе, циркулярном, мореходном и маневренно-мореходном бассейнах. Выполнена всесторонняя экспериментальная проверка запасов прочности всех основных элементов системы: корпус АПЛ, зацеп, стренд, переходные элементы. Беспрецедентное по масштабам и темпам внедрение новых, не имеющих аналогов разработок в инженерную деятельность обеспечило успешное проведение операции по подъему АПЛ "Курск" с высоким уровнем безопасности. (ЦНИИ им. А.Н.Крылова, ЦКБ морской техники "Рубин", ЦНИИ КМ "Прометей")
  Проведены баллистико-навигационное обеспечение и оперативные работы по спуску орбитального комплекса "Мир" на Землю и его затоплению в заданном районе океана. (ИПМ РАН, ЦНИИМАШ, РКК "Энергия")
  Исследованы задачи взаимодействия робота-манипулятора, оснащенного системой технического зрения (СТЗ), с несколькими подвижными объектами. Система управления роботом, использующая СТЗ и точный прогноз движения объектов, основанный на их динамических моделях, позволила решить эту сложную динамическую проблему и получить оценки надежности выполнения поставленных задач и предельных возможностей использованной системы управления. (ИПМ РАН)
  Завершен цикл исследований по аэродинамике течений с использованием локальных тепловых источников как для внешнего обтекания, так и для внутренних течений. Полученные результаты могут служить основой для развития нового направления в авиации - аэрогазодинамики течений с мощными источниками импульсно-периодического подвода энергии для управления сверхзвуковым обтеканием летательных аппаратов. (ИТПМ СО РАН, ИЛФ СО РАН)
  Создана газокинетическая модель взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой, в которой плазменная компонента (электроны и протоны) взаимодействуют с межзвездными атомами водорода посредством процесса резонансной перезарядки. Модель широко используется в международной практике для интерпретации экспериментальных данных, полученных на космических аппаратах, изучающих внешние области солнечной системы. Впервые рассчитана функция распределения межзвездных атомов водорода и ее эволюция при проникновении атомов водорода из межзвездной среды в солнечную систему. Показано, что при взаимодействии солнечного ветра с межзвездной средой образуются еще три сорта атомов водорода с параметрами, зависящими от места их рождения. (ИПМех РАН)
  Проблема созданий гиперзвуковых летательных аппаратов связана со снижением сопротивления. Практическая реализация такого снижения может быть обеспечена при ламинарном обтекании аппарата на возможно большей поверхности. На основе экспериментальных исследований впервые показано, что специальные ультразвукопоглощающие покрытия эффективно подавляют рост высокочастотных возмущений в гиперзвуковом пограничном слое и их применение значительно увеличивает область ламинарного течения, существенно снижая сопротивление и тепловые потоки на поверхности. (ИТПМ СО РАН)
  Предложена новая схема волнодвижителя для парусно-моторных буксиров. Особенность схемы в том, что волнодвижитель не только создает силу тяги, но и на малых скоростях создает силу противоположную силе дрейфа, возникающую на парусах. Схема позволяет использовать волны от трех баллов и выше. (ИМех МГУ)
  Экспериментально обнаружено и исследовано явление самопроизвольного движения пузырьков воздуха в водных растворах жидкостей с градиентом концентрации. Обнаружен и исследован концентрационно-капиллярный дрейф пузырьков, вызванный неравномерным распределением концентрации поверхностно-активного вещества в жидкой бинарной смеси. Установлено, что в отличие от термокапиллярного случая скорость движения пузырька в концентрационном поле быстро уменьшается до нуля благодаря насыщению поверхности пузырька поверхностно-активным веществом за счет адсорбции из раствора в процессе движения. Определено время действия концентрационных эффектов Марангони в зависимости от размеров пузырьков. (ИМСС УрО РАН)
  Обнаружено явление автоколебаний и бифуркации дозвукового газового потока за локализованной областью энерговыделения, обусловленной, например, поглощением сфокусированного лазерного излучения. Явление бифуркации состоит в существовании по крайней мере двух устойчивых газодинамических конфигураций обтекания локализованной области энерговыделения. Явление бифуркации непосредственно связано с явлением гистерезиса, когда одна из газодинамических конфигураций остается устойчивой при постепенном увеличении мощности энерговыделения, а другая - при постепенном уменьшении. (ИПМех РАН)
  Построена механическая модель фреатомагматического извержения, при котором в канал вулкана поступает вода из пористых окружающих пород. Модель учитывает приток массы и тепла из пористого слоя и фильтрацию жидкости в пористом водонасыщенном пласте. Исследовано влияние интенсивности подтока и глубины водонасыщенного слоя на динамику извержения. Показано, что в зависимости от местоположения пористого слоя возможно как усиление, так и ослабление извержения, а интенсивность подтока нелинейным образом влияет на величину изменения расхода. Получены оценки для диаметра канала и объема очага, которые невозможно измерить прямыми наблюдениями. (ИМех МГУ)
  Разработан метод сравнения аэродинамических следов в сверхзвуковом потоке за динамическим препятствием или за источником внешнего энергоподвода. Показано, что способность следа изменять структуру обтекания расположенных вниз по потоку тел определяется, в главном, профилем поперечного распределения динамических параметров в ядре следа. Обнаружено, что для поддержания динамически эквивалентных неоднородностей в следе за источниками тепла или импульса, более энергозатратным всегда является тепловой источник. (ИМех МГУ)
  Созданы проблемно ориентированные программные комплексы для расчета гиперзвуковых вязких течений газа. Предложена газофазная модель смеси ударно нагретого воздуха с продуктами термохимического разрушения теплозащитного покрытия космических аппаратов. Модель включает более 20 компонент и учитывает неравновесные химические реакции и процессы ионизации в высокотемпературном газе. Создана первая версия локальных баз данных по термодинамическим, транспортным и кинетическим свойствам индивидуальных газов и компонент газовых смесей, включенных в модель, а также соответствующий интерфейс. (ИМех МГУ)
  Разработаны фундаментальные научные принципы сверхвысоких степеней сжатия пузырька при внешних воздействиях. Установлено, что для получения сверхвысоких температур и давлений в центре пузырька необходимо, чтобы в конечной стадии сжатия скорость стенки пузырька достигала значений порядка нескольких километров в секунду, а количество вещества, подвергаемое сжатию и нагреву, было бы меньше некоторого критического значения. Для моделирования поведения вещества при сильных сжатиях и умеренных растяжениях разработано единое уравнение состояния в форме Ми - Грюнайзена. (ИМ УНЦ РАН)
  Проведено исследование одной из "свободных" систем, перспективных с точки зрения разработки принципов создания так называемых "акустических лазеров". В результате численного анализа, который выполнен в рамках неравновесной по давлению двухфазной математической модели, обнаружен и изучен эффект фокусировки пузырьковым сферическим кластером осесимметричной ударной волны с сильным градиентом давления вдоль ее фронта. Проанализирована связь степени усиления волны с основными характеристиками пузырькового кластера. (ИГиЛ СО РАН)
  Для уравнений газовой динамики найден существенно новый класс точных решений, описывающих периодические по времени движения газа. Они содержатся в семействе двумерных вращательных и вращательно-симметричных решений. Ранее были известны лишь два примера таких движений: покой и твердотельное вращение. (ИГиЛ СО РАН)
  Развит новый метод моделирования газожидкостных систем, основанный на применении кинетического подхода для описания движения газовых пузырьков в жидкости. Впервые получена замкнутая система кинетических уравнений газожидкостной среды, которые близки по структуре к уравнению Власова, используемому в физике плазмы. На основе кинетического метода моделирования построены новые математические модели, описывающие на гидродинамическом уровне движение пузырьков в жидкости. Применение нового метода позволяет получить условия устойчивости течений газожидкостных сред, дать обоснование построенным новым гидродинамическим моделям. (ИГиЛ СО РАН)
  Впервые проведен точный расчет трехмерных периодических движений в неоднородных жидкостях, включающих волны и два типа пограничных слоев. Свойства одного из пограничных слоев описываются известным решением Стокса и определяются параметрами среды и характерной частотой. Параметры второго пограничного слоя помимо масштаба Стокса содержат множители, зависящие от геометрии задачи (наклонов волн и поверхности). Развита методика построения точных решений задач генерации и распространения волн. (ИПМех РАН)
  Изучены качественные свойства решений начально-краевых задач для уравнений фильтрации двухфазной жидкости. В частности, установлено, что при тепловой фильтрации двухфазной жидкости профиль водонасыщенности (монотонный для изотермической фильтрации) перед тепловым фронтом имеет локальный минимум, а за ним - локальный максимум. Теоретически и численно исследована проблема сопряжения двух основных моделей фильтрации двухфазной жидкости в одномерном случае: капиллярной модели Маскета - Леверетта (параболическое уравнение) и модели Баклея - Леверетта (гиперболическое уравнение) с совпадающими фазовыми давлениями. (ИГиЛ СО РАН)
  Теоретически и экспериментально исследованы резонансные нелинейные колебания газа в трубах с различными условиями на концах и во внешнем волновом поле в широком диапазоне изменения управляющих параметров. Впервые обнаружены и изучены периодические ударные волны и крупномасштабные вихри при субгармонических колебаниях. (ИММ КазНЦ РАН)
  Разработан комплекс методов решения неклассических статических и динамических задач механики контактных взаимодействий упругих и вязкоупругих тел, позволивший исследовать широкие классы задач, важных для сейсмологии, сейсморазведки, геофизики, машиностроения, фундаментостроения. (ИПМех РАН, Кубанский университет, МАИ, Ростовский университет).
  Проведен полный теоретический анализ возможных распределений остаточных самоуравновешенных напряжений в твердых деформируемых телах. Показано, что естественные кинематические переменные, сопряженные полям напряжений, индуцируемых дефектами структуры, могут быть интерпретированы как геометрические характеристики аффинно-метрических пространств. В частности, использование их в качестве термодинамических переменных позволяет эффективно предсказать состояния неполного термодинамического равновесия и величины остаточных напряжений, возникающих в результате технологической обработки материала. (ИАПУ ДВО РАН)
  Исследовано сингулярное поведение решений вблизи поверхностей максимального трения в трехмерных течениях идеального жесткопластического материала, подчиняющегося произвольному гладкому условию текучести. Установлена аналогия между предложенной концепцией коэффициента интенсивности эквивалентной скорости деформации в теории идеально жесткопластического тела и концепцией коэффициента интенсивности напряжений в механике трещин. (ИПМех РАН)
  Впервые предложена математическая модель теплофизических процессов в электроде дугового плазмотрона, позволяющая описывать характер воздействия импульсно-периодического теплового поля дуги на металл, с учетом его кристаллической структуры и химической неоднородности, обусловленной присутствием легирующих элементов и примеси. Показано, что модифицирование расплава металла, используемого для изготовления электродов, специально подготовленными ультрадисперсными порошками тугоплавких соединений существенно измельчает кристаллическую структуру металла и избыточных фаз, повышает чистоту границ зерен. (ИТПМ СО РАН)
  Установлено, что поверхностные слои нагруженных твердых тел представляют собой активную сдвигонеустойчивую возбудимую среду с распределенными концентраторами напряжений, которая определяет мезоскопический масштабный уровень деформации. Разработаны методы воздействия деформирования поверхностных слоев, позволяющие направленно изменить характеристики материала. (ИФПМ СО РАН)
  Исследованы механизмы пластичности, пластической локализации и стохастической динамики при квазистатическом и ударно-волновом нагружении, обусловленные формированием коллективных мод мезодефектов в условиях неравновесных ориентационных переходов. В частности, обоснован принципиально новый механизм формирования полос локализованного сдвига. (ИМСС УрО РАН)
  Разработана модель структурной сверхпластичности, основанная на представлениях о механизме кооперированного зернограничного проскальзывания, и дано описание как характеристик стадии стабильного течения, так и продолжительности этой стадии - ресурса сверхпластичности. (ИПСМ РАН)
  Проведено систематическое исследование влияния демпфирующих сил на устойчивость и послекритическое поведение тонких упругих панелей, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа. Изучено взаимодействие аэродинамического демпфирования, внутреннего трения в материале и конструкционного демпфирования, вводимого путем добавления внешних демпферов. (ИМАШ РАН, МЭИ)
  Дана математическая постановка вариационной задачи о возникновении двухфазных состояний при неоднородных однопараметрических граничных условиях. Найдены необходимые условия устойчивости двухфазных полей в нелинейно-упругих материалах. Полученные результаты позволяют исследовать эффекты локализации в сплошных средах. Развита нелинейная теория локализации деформаций в нанокристаллических и других периодических структурах в условиях структурной неустойчивости, индуцированной критическими полями напряжений. (ИПМАШ РАН)
  Сформулированы общие нелинейные уравнения механики деформируемого твердого тела в скоростях с использованием как симметричных так и несимметричных сопряженных тензоров напряжений и деформации в отсчетной и актуальной конфигурациях. Получены критерии потери устойчивости деформируемых твердых тел при действии консервативных внешних сил, которые базируются на определении особых точек (поворота и бифуркации) интегральных кривых решений нелинейных уравнений. (ИГиЛ СО РАН)
  Разработана нелинейная эндохронная теория термовязкоупругости, учитывающая старение и накопление повреждений в наполненных полимерных материалах. Предложен и экспериментально подтвержден новый критерий длительной прочности для таких материалов, позволяющий, в частности, учитывать влияние последовательности нагружения на накопление повреждений и частичное их залечивание. (ЦНИИМАШ)
  Построена нелинейная модель самовозбуждения периодических и нерегулярных поперечных колебаний трубопровода под действием волн давления в транспортируемой жидкости. Дано объяснение экспериментально наблюдаемых режимов колебаний со сплошным спектром частот. (ИММ КазНЦ РАН, ИМ УНЦ РАН)
  Поставлены и решены новые задачи о динамическом поведении оборудования, установленного в многоэтажных зданиях, при интенсивных сейсмических воздействиях. Методом прямого вычислительного эксперимента оценено влияние: пикового ускорения на основании, параметров ширины спектра сейсмического воздействия и междуэтажных деформаций здания на перегрузки, относительные смещения и соударения блоков оборудования. (ИМАШ РАН, МЭИ)
  Систематизирована информация, относящаяся к результатам натурных наблюдений, экспериментальным и расчетным методам исследования поведения морских трубопроводов в условиях нестабильности рельефа дна. Проведено сопоставление методик расчета напряженно-деформированного состояния подводного трубопровода, размещенного на участках морского дна с неоднородным и неустойчивым рельефом. (ИМАШ РАН, ВНИИ природных газов и газовых технологий ОАО "Газпром")
  Проведены работы по созданию системы диагностики геодинамических явлений в массивах грунтов и горных пород на основе инфракрасной радиометрии. (НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя РФ, ОИФЗ РАН)
  Для строительных норм разработана методология сейсмического зонирования территории России, основанная на практическом методе оценки вероятностей редких воздействий на сооружения по их начальной экспертной оценке и ограниченному объему исходной информации. (ЦНИИ строительных конструкций им. В.А.Кучеренко, ОИФЗ РАН)
  Разработаны основы теории расчета и проектирования размеростабильных композитных конструкций (конструкции, не изменяющие своих размеров и формы при действии факторов окружающей среды типа температуры, влажности, радиации), которые используются для прецизионных космических конструкций, экспериментальных установок в ядерной физике, высокоточных обрабатывающих станков. Разработанные подходы нашли применение при проектировании уникального космического телескопа "Астрон" с диаметром основной параболической антенны - 10 метров, а также элементов детектора "Атлас" для CENR. (МГТУ, ЗАО Институт композитных технологий)
  Методом молекулярной динамики в 3-мерной постановке исследован процесс разрушения идеального кристалла меди при постоянной скорости деформации. Показано, что кристалл разрушается в мезоячейке, в которой величина относительной деформации достигает некоторого критического значения. Само это значение определяется в квазистатическом численном эксперименте из условия равенства нулю сил взаимодействия атомов, находящихся в плоскостях, между которыми произошел разрыв, и хорошо совпадает с данными экспериментов. Таким образом, предложенный подход позволяет расчетным путем определять критерий разрушения по критическому значению относительной деформации. (ИТПМ СО РАН)
  Построена математическая модель кашлевого акта, являющегося одним из основных механизмов очистки дыхательных путей человека от слизи и инородных частиц, попадающих в дыхательный тракт с вдыхаемым воздухом. На основе модели выполнено численное исследование влияния физических параметров легких и дыхательных путей на эффективность кашля. (ИМех МГУ)
 
 Проблемы управления
 
  Построен и реализован на основе непрерывной и дискретной фильтрации данных измерений оптимальный по среднему времени запаздывания алгоритм определения скачка ускорения маневрирующего объекта. (ИПМех РАН)
  Построен важный раздел теории двигательной активности человека и животных, т.е. той части теоретической биомеханики, которая непосредственно связана с проблемой управления движениями живых организмов. При построении теории использовался аксиоматический метод. Введены объекты теории и построена система аксиом (отношений). На этой основе был найден единственный (с точностью до параметров) механизм управления движениями в условиях неопределенности при отсутствии количественной информации, как о состоянии, так и о параметрах системы и действующих силах. (ИПУ РАН)
  Разработан эффективный метод двустороннего движения судов через гидроузлы, опирающийся на соблюдение постоянства баланса времени прохождения гидроузлов судами. Метод обеспечивает решение задачи рациональной расстановки судов, быструю сходимость алгоритма построения рабочих графиков движения и расчет пропускной способности системы гидроузлов при соблюдении условий безопасности и непрерывности движения. (ИПТ РАН)
  Разработана новая концепция сверхустойчивости для непрерывных и дискретных линейных систем. Условия сверхустойчивости являются достаточными для обычной устойчивости, но формулируются в терминах линейных неравенств для элементов системной матрицы. В связи с этим многие классические трудные задачи теории управления могут быть разрешены в рамках сверхустойчивости с помощью методов линейного программирования. (ИПУ РАН)
  Построена двойственность различных версий метода программных итераций (МПИ), используемого в задачах управления с элементами неопределенности: для аксиоматически определяемой управляемой системы установлено, что "прямая версия", реализующая многозначную квазистратегию, разрешающую соответствующую задачу управления, однозначно восстанавливается по "непрямой" итерационной процедуре, действующей в пространстве множеств и доставляющей в пределе множество успешной разрешимости исследуемой задачи управления. Данная двойственность реализована в двух вариантах, один из которых ориентирован на случай позиционной дифференциальной игры (ДИ), а с другой - на случай ДИ с информационной памятью. (ИММ УрО РАН)
  Построен синтез оптимального по быстродействию управления движениями динамических колебательных систем посредством регулируемого по скорости и ускорению перемещения внутренних тел (и изменения их параметров); установлены условия управляемости; проведено сравнение эффективности режимов управления. (ИПМех РАН)
  Предложен новый подход к повышению надежности хранения и передачи цифровых изображений. Предложен квазиголографический метод распределенного кодирования цифровых изображений при повреждении, приводящем к утрате значительной части его поверхности. Результаты работы могут быть использованы при передаче графической документации по сетям связи. (ИПУ РАН)
  Сформулировано новое понятие о технической управляемости многосвязной динамической системы. Доказана теорема о необходимых и достаточных условиях локальной автономной технической управляемости. Показано, что известные условия управляемости по Калману являются лишь необходимыми условиями технической управляемости. Для нового типа космического объекта - космического роботизированного модуля решены задачи о выборе минимально необходимого управления в точке с позиции технической управляемости. (ИПУ РАН)
  Завершен цикл исследований и разработок (1994-2001 гг.) по созданию нового поколения гироскопических систем. На основе достижений отечественной научной школы механики гироскопов и новейших результатов в области обработки информации и электронной техники, разработаны конкурентноспособные на мировом уровне инерциальные системы навигации и стабилизации. Начаты поставки зарубежным и отечественным потребителям. (ГНЦ ЦНИИ "Электроприбор")
  Разработана методика анализа цифровых изображений на основе специальной селективной морфологии (СМ). Новизна подхода связана с тем, что существующие морфологические алгоритмы сегментации изображений не позволяют разделять свойства фильтрации изображений и селекции объектов. Разработанные операторы СМ позволяют это делать и при этом обладают свойствами морфологических фильтров. В ряде практических задач операторы СМ показали значительное улучшение качества обработки по сравнению с традиционными морфологическими операторами. Методика использована в задачах анализа микроскопических изображений в медицине и материаловедении, а также автоматического и полуавтоматического дешифрирования аэро- и космофотоснимков. (ГНЦ ГосНИИАС)
  В 2000-2001 гг. завершена разработка, проведены испытания и освоено производство мобильного гиростабилизированного гравиметра. Сравнительные испытания, проведенные зарубежными заказчиками, показали, что по всем параметрам гравиметры нового поколения не уступают лучшим из известных зарубежных разработок. (ГНЦ ЦНИИ "Электроприбор")
  Получены результаты экспериментов по исследованию электромагнитных излучений ЛЭП и ЛА и показаны возможности их использования для навигации и воздушного движения. (ВАТУ)
  Разработана технология определения объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта на основе результатов дистанционного мониторинга и имитационного моделирования транспортных потоков. (НГИЦ РАН)
  Разработаны с целью реализации в бортовых комплексах управления полетами алгоритмы оптимизации четырехмерных маршрутов полетов магистральных самолетов гражданской авиации в рамках концепции "свободных полетов" по критерию минимума стоимости полета. Задача решается для ряда критериев оптимизации и с совместным учетом всех существенных условий, включая летно-технические ограничения, ограничения на использование воздушного пространства, на времена пролета отдельных точек и областей, что в нашей стране делается впервые. (ГНЦ ГосНИИАС)
  Разработаны алгоритмы оптимального регулирования потоков воздушного движения (ВД) в регионе на этапах стратегического, предтактического и тактического планирования. Алгоритмы обеспечивают приведение в соответствие потоков ВД пропускной способности воздушного пространства региона путем минимального изменения планов полетов отдельных рейсов с учетом различных систем приоритетов и всех основных ограничений. Процесс коррекции планов полетов обеспечивается как в полностью автоматическом, так и в интерактивном режимах. Автоматизация этого процесса реализована в нашей стране впервые. (ГНЦ ГосНИИАС)
  Разработана модель развития автомагистралей интермодальных транспортных коридоров. Модель позволяет обеспечить оптимизацию процесса развития по критерию минимальных затрат, оценку вариантов размещения магистралей и степени их соответствия требованиям, предъявляемым к транспортным коридорам. (ИПТ РАН)
  Закончена разработка рентгенотелевизионных интроскопов для экспресс-контроля труб и контроля труб парогенераторов. (НИИинтроскопии МНПО "Спектр")
  Завершена разработка магнитноанизотропного сканера-дефектоскопа для обнаружения в нефтегазопроводах и стенках стальных резервуаров стресс-коррозионных трещин и других дефектов. (ФГПУ "КТБ бетона и железобетона", ООО "ДИМЕНСТест", ООО "Магнит плюс")
  Завершена разработка компьютеризованных дефектоскопических микроскопов и созданы методы обработки микроструктуроскопических изображений.
  Разработана линия ультразвуковых толщиномеров А1207, А1207С, А1208, А1209 для контроля изделий из металлов и пластиков.
  Выполнено исследование внутренней структуры материалов неразрушающими методами в пучках синхронного излучения. (НИИинтроскопии МНПО "Спектр")
 
 ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И
 АВТОМАТИЗАЦИЯ
 [Академик-секретарь Отделения академик С.В.Емельянов]
 
 Математическое моделирование. Вычислительная и прикладная
 математика для задач информатики
 
  Предложены "мультиоператорные" разностные схемы, основанные на линейных комбинациях базисных операторов из однопараметрических семейств так называемых компактных разностных аппроксимаций. Разработаны два типа мультиоператорных "противопотоковых" схем для конвективных членов уравнений аэрогидродинамики и "центрированных" схем для уравнений механики деформируемых тел. Проведены численные исследования, показавшие, что применение мультиоператоров в случае параллельных вычислений может увеличить точность результатов на порядки (по сравнению с традиционными схемами) в случае фиксированного количества узлов сеток или уменьшить время счета на много порядков при фиксированной точности. (ВЦ РАН)
  Рассмотрен процесс перемешивания контактирующих веществ. Исследована эволюция слоя перемешивания в течение продолжительного промежутка времени от многомодовых начальных возмущений в короткомасштабном и широкодиапазонном случаях. Впервые исследованы масштабно - инвариантные свойства спектральных и статистических характеристик турбулентного перемешивания. Найдены универсальные спектры, единым образом характеризующие турбулентность на всем автомодельном интервале. (ИАП РАН)
  Аналитически и численно рассмотрена трехмерная нелинейная эволюция контактной границы, разделяющей разноплотные жидкости, в ходе развития рэлей-тейлоровской или рихтмайер-мешковской неустойчивостей. Выявлено, что разделение встречных потоков тяжелой и легкой жидкостей происходит не только в вершинах пузырей и струй, как это имеет место в двумерной геометрии, но и в седловых точках поверхности. (ИАП РАН)
  С использованием новых вычислительных средств (МВС-1000М производительностью триллион операций в секунду с плавающей запятой, с двойной точностью) и новых технологий решен ряд фундаментальных и прикладных задач, относящихся к проблемам современной физики, механики, в том числе: изучению свойств веществ (и смесей), находящихся в экстремальных условиях, изучению взаимодействия излучения с веществом, проектированию способов кумуляции энергии, построению уточненных математических моделей расчета радиационных защит, моделированию структуры и динамики биомакромолекул, построению математических моделей и алгоритмов молекулярной динамики и другие. (ИПМ РАН, МСЦ)
  Построены концептуальные модели управления стратегическими рисками аварий и катастроф в природной и техногенной среде, социальных нестабильностей. Создана система компьютерных моделей для описания, анализа, оценки и прогноза ряда катастрофических явлений. Результаты этого цикла исследований используются в настоящее время в МЧС РФ, Минпромнауки РФ, в других государственных органов. (ИПМ РАН)
  Разработаны алгоритмы, математическое обеспечение и программные средства, позволяющие эффективно использовать параллельные вычислительные комплексы для моделирования широкого класса научно-технических проблем. На основе созданного программного обеспечения на отечественном суперкомпьютере МВС-1000М проведены исследования процессов электронного переноса в полупроводниковых наноструктурах, неустойчивых режимов в трехмерных потоках вязкого сжимаемого газа, обтекающего отдельные элементы сверхзвуковых летательных аппаратов, и др. (ИММ РАН)
  Разработаны специальные классы аддитивных операторно-разностных схем для приближенного решения нестационарных задач, описываемых системами уравнений математической физики. На основе специального расщепления оператора задачи построены эффективные вычислительные алгоритмы, позволяющие перейти к решению сеточных задач для отдельных компонент. Предложенная методология реализована при решении системы уравнений Навье - Стокса для вязкой несжимаемой жидкости и для динамических задач теории упругости. (ИММ РАН)
  Центральная научная и прикладная задача современной математической генетики состоит в том, чтобы находить в геномах организмов (прежде всего, бактерий) сигналы, которые запускают и приостанавливают производство химических веществ в клетке. Созданы модель, быстрый алгоритм и реализующая его многопроцессорная компьютерная программа для поиска регуляторных сигналов в геномах бактерий. На этой основе проведен анализ конкретных регуляторных систем, найдены новые регулируемые гены, а в ряде случаев - и новые регуляторные сигналы. (ИППИ РАН)
  Разработана методика создания компьютерных моделей имплантатов по результатам компьютерной томографии для устранения посттравматических дефектов черепов. Результаты компьютерного моделирования используются для изготовления методом лазерной стереолитографии пластиковой модели имплантата и пресс-формы для формовки имплантата из биосовместимого материала. Методика проходит апробацию в НИИ нейрохирургии им. Н.Н.Бурденко РАМН. (ИПЛИТ РАН)

<< Пред.           стр. 2 (из 7)           След. >>

Список литературы по разделу