Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ)
Melentiev Energy Systems Institute

Cоздан 3 августа 1960 г.
Адрес: 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 130
Тел. (395 2) 46-17-00
Факс (395 2) 46-27-96
Е-mail: root@isem.sei.irk.ru

Директор – чл.-к. РАН Воропай Николай Иванович
Заместители директора по науке:
д.т.н. Санеев Борис Григорьевич
д.т.н. Филиппов Сергей Петрович
к.т.н. Гришин Юрий Алексеевич

Общая численность института 290 чел.; н.с. – 135, чл.-к. РАН – 1, д.н. – 22, к.н. – 71.

Основные научные направления:
- теория создания энергетических систем, комплексов и установок и управления ими;
- научные основы и механизмы реализации энергетической политики России и ее регионов.

Лаборатории:
Перспективных энергетических источников и систем (д.т.н. Л.С. Беляев)
Термодинамики (д.т.н. С.П. Филиппов)
Народнохозяйственных и внешнеэкономических связей энергетики (д.э.н. Ю.Д. Кононов)
Проблем риска в энергетике (д.т.н. В.В. Лесных)
Энергетической безопасности (к.т.н. М.Б. Чельцов)
Живучести систем энергетики (к.т.н. С.М. Сендеров)
Проблем развития электроэнергетических
систем (к.т.н. В.В. Труфанов)
Проблем управления функционированием
электроэнергетических систем (к.т.н. Ю.А. Гришин)
Устойчивости, надежности и качества в
больших электроэнергетических системах (чл.-к. РАН Н.И. Воропай)
Трубопроводных и гидравлических систем (д.т.н. Н.Н. Новицкий)
Развития систем газоснабжения (к.э.н. Н.И. Илькевич)
Систем теплоснабжения (д.т.н. Е.В. Сеннова)
Комплексных и межрегиональных проблем энергетики (д.т.н. Б.Г. Санеев)
Проблем развития ТЭК Сибири и Дальнего Востока (к.т.н. А.Д. Соколов)
Энергоэкологического мониторинга (к.т.н. С.П. Попов)
Исследования энергетических установок (д.т.н. А.М. Клер)
Информационно-вычислительных сетей (Н.С. Хлопко)
Исследования операций (к.ф.-м.н. О.В. Хамисов)
Неустойчивых задач вычислительной математики (д.ф.-м.н. А.С. Апарцин)
Методов математического моделирования и оптимизации в энергетике (д.т.н. В.И. Зоркальцев)

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 уравненийкинетики, включающий сопоставление формализмов термодинамики икинетики.

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 (частичных или полного), соответствующих экстремальной концентрации заданного набора веществ (рис. 1), что весьма актуально, поскольку полезные или вредные продукты многих технологических и природных процессов образуются не в состоянии конечного (полного) равновесия, а на пути к нему.

Предложенные методы и модели позволяют:
- выполнять совместный анализ возможностей преобразования уравненийкинетики в термодинамическую форму (не содержащую переменной времени) и способов использования этих уравнений в качестве ограничений в термодинамических моделях частичных равновесий;
- анализировать пространственно неоднородные системы, системы с переменными степенями полнот реакций, многоконтурные гидравлические системы;
- описывать системы, содержащие газовую и конденсированную фазы, нейтральные растворы и растворы электролитов, идеальную плазму;
- изучать процессы периодического слоевого горения и некоторые процессы переработки топлив;
- анализировать процессы загрязнения атмосферы антропогенными выбросами и т.д.

На основе анализа зарубежного и отечественного опыта реформирования электроэнергетики с позиций системного подхода и с более глубоким рассмотрением вопросов развития и инвестирования отрасли, иерархической организации рынков электроэнергии, реформирования теплового хозяйства, сбалансированного сочетания механизмов регулирования рынка создана целостная концепция реформирования электроэнергетики России, в которой:
- предложены базовые принципы реформирования электроэнергетики России;
- выделены основные направления реформирования электроэнергетики России;
- сформулированы предложения по совершенствованию системы и механизмов развития и инвестирования отрасли;
- предложена многоуровневая территориальная иерархическая структура регулируемых рынков электроэнергии (рис. 2);
- предложены мероприятия по реорганизации теплового хозяйства и совершенствованию управления его функционированием и развитием;
- учтены региональные особенности реформирования отрасли.

Результаты использованы Рабочей группой по реформированию электроэнергетики России при Совете Федерации РФ под председательством губернатора Томской области В.М. Кресса, созданной по поручению Президента РФ.

Рис. 2. Многоуровневая иерархическая структура энергетического рынка Сибири.
Fig. 2. Multilevel hierarchy structure of the Siberian energy market.

В 2001 г. институтом опубликовано: статей в рецензируемых журналах – 44, монографий – 4.

Институт теоретической и прикладной механики (ИТПМ)
Institute of Theoretical and Applied Mechanics

Создан 7 июня 1957 г.
Адрес: 630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1
Тел. (383 2) 30-42-68
Факс (383 2) 34-22-68
E-mail: admin@itam.nsc.ru

Директор – чл.-к. РАН Фомин Василий Михайлович
Заместители директора по науке:
д.ф.-м.н. Маслов Анатолий Александрович
д.ф.-м.н. Оришич Анатолий Митрофанович
д.ф.-м.н. Губайдуллин Амир Анварович

Общая численность института 593 чел.; н.с. – 200, чл.-к. РАН – 1, д.н. – 58, к.н. – 110.

Основные научные направления:
- математическое моделирование в механике;
- аэрогазодинамика;
- физико-химическая механика.
Научные подразделения:

Лаборатории:
Оптических методов диагностики газовых потоков (д.ф.-м.н. В.М. Бойко)
Сверхзвукового горения (д.т.н. П.К. Третьяков)
Лазерных технологий (д.ф.-м.н. А.М. Оришич)
Физики быстропротекающих процессов (чл.-к. РАН В.М. Фомин)
Гиперзвуковых технологий (к.т.н. В.И. Звегинцев)
Физики многофазных сред (д.т.н. А.П. Алхимов)
Вычислительной аэродинамики (д.ф.-м.н. М.С. Иванов)
Аэрофизических исследований дозвуковых течений (д.ф.-м.н. В.В. Козлов)
Экспериментальной аэрогазодинамики (д.ф.-м.н. В.И. Запрягаев)
Математических методов механики сплошной среды (д.ф.-м.н. В.П. Шапеев)
Гиперзвуковых течений (д.ф.-м.н. А.А. Маслов)
Волновых процессов в сверхзвуковых вязких течениях (д.ф.-м.н. С.А. Гапонов)
Моделирования турбулентных течений (д.т.н. В.А. Лебига)
Физики дугового разряда (д.т.н. А.Н. Тимошевский)
Плазмодинамики дисперсных систем (д.т.н. О.П. Солоненко)
Термомеханики новых материалов и технологий (д.ф.-м.н. А.Н. Черепанов)
Волновых процессов в ультрадисперсных средах (д.ф.-м.н. А.В. Федоров)

Тюменский филиал ИТПМ (д.ф.-м.н. А.А. Губайдуллин)

Завершен цикл исследований по аэродинамике течений с мощным оптическим пульсирующим разрядом. Показана возможность практического управления сверхзвуковыми потоками с использованием локальных тепловых источников как для внешнего обтекания, так и для внутренних течений (рис. 1). 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. Это направление может привести к разработке принципиально новых компоновок летательных аппаратов, учитывающих особенности энергетически управляемого обтекания.

Рис. 1. Картина обтекания тела при воздействии теплового следа за разрядом.
Fig. 1. Pattern of a body flow under effect of a heat wake.

Проблема создания 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 ультразвукпоглощающие покрытия эффективно подавляют рост высокочастотных возмущений в гиперзвуковом пограничном слое (рис. 2 и 3) и их применение значительно увеличивает область ламинарного течения, существенно снижая сопротивление и тепловые потоки на поверхности.

На основе теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом разработаны принципы и созданы автоматизи рованные лазерные технологические комплексы (АЛТК). Такие комплексы на базе источников излучения мощностью 1-8 кВт предназначены для лазерной резки, сварки и упрочнения поверхности (рис. 4). Разработана технология безгратовой резки стали с малой шероховатостью поверхности.

Рис. 4. Автоматизированный лазерный технологический комплекс на заводе ЭЛСИБ.
Fig. 4. Automatized laser technical complex at the "ELSIB" factory.

Создан и введен в эксплуатацию на новосибирском заводе «ЭЛСИБ» промышленный АЛТК с использованием лазера мощностью 1,5 кВт. АЛТК предназначен для изготовления деталей электрических машин.

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 (УДП) тугоплавких соединений существенно измельчает поликристал лическую структуру металла и избыточных фаз, повышает чистоту границ зерен (рис. 5). Это позволяет снизить структурно-блочное разрушение электрода и повысить ресурс его работы.

Рис. 5. Структура дефектов рабочей поверхности электрода.
Fig. 5. Structure of defects of electrode working surface.

В 2001 г. институтом опубликовано: статей в рецензируемых журналах – 130, монографий – 4.

Создан 7 июня 1957 г.
Адрес: 630090, Новосибирск, просп. ак. Лаврентьева, 1
Тел. (383 2) 34-20-50
Факс (383 2) 34-34-80
E-mail:aleks@itp.nsc.ru

Директор – чл.-к. РАН Алексеенко Сергей Владимирович
Заместители директора по науке:
д.ф.-м.н. Станкус Сергей Всеволодович
к.ф.-м.н. Кекалов Александр Николаевич
к.т.н. Храмов Геннадий Александрович

Общая численность института 478 чел.; н.с. – 186, д.н. – 51, к.н. – 92.

Основные научные направления:
- теория теплообмена и физическая гидрогазодинамика;
- теплофизические основы создания нового поколения энергетических и энергосберегающих технологий и установок.

Лаборатории:
Процессов переноса (д.ф.-м.н. В.Е. Донцов)
Многофазных систем (д.ф.-м.н. В.В. Кузнецов)
Низкотемпературной теплофизики (д.ф.-м.н. А.Н. Павленко)
Прикладной гидроаэродинамики (д.т.н. Л.И. Мальцев)
Термохимической аэродинамики (чл.-к. РАН Э.П. Волчков)
Термогазодинамики (д.т.н. В.И. Терехов)
Оптических методов исследования потоков (д.т.н. Ю.Н. Дубнищев)
Радиационного теплообмена (к.т.н. В.А. Синицын)
Термодинамики веществ и материалов (д.ф.-м.н. С.В. Станкус)
Теплофизики энергетических материалов (д.т.н. А.С. Басин)
Разреженных газов (ак. А.К. Ребров)
Молекулярной газодинамики (д.т.н. В.Н. Ярыгин)
Теплофизики микродисперсных систем (д.ф.-м.н. А.А. Бочкарев)
Проблем тепломассопереноса (чл.-к. РАН С.В. Алексеенко)
Теоретической теплофизики (д.ф.-м.н. П.И. Гешев)
Моделирования (д.ф.-м.н. Н.И. Яворский)
Свободноконвективного теплообмена (д.ф.-м.н. В.С. Бердников)
Молекулярнойкинетики (д.ф.-м.н. Р.Г. Шарафутдинов)
Интенсификации процессов теплообмена (д.ф.-м.н. О.А. Кабов)
Экологических проблем теплоэнергетики (д.т.н. А.П. Бурдуков)
Электротехнологий (д.т.н. А.С. Аньшаков)
Аэродинамики энергетических установок (к.ф.-м.н. Д.М. Маркович)
Систем научных исследований (д.т.н. А.Ф. Серов)
Теплофизики высокотемпературных сверхпроводников (д.ф.-м.н. М.Р. Предтеченский)
Неравновесных течений (д.ф.-м.н. С.А. Новопашин)
Молекулярно-пучковых исследований (д.ф.-м.н. А.А. Востриков)

Экспериментально установлено, что коэффициент ослабления жесткого гамма-излучения (0,662 МэВ) в искусственных монокристаллах галлиевых гранатов уменьшается при малых углах между главными кристаллографическими направлениями и осью пучка фотонов (рис. 1). Обнаружено, что амплитуда пиков на угловых зависимостях интенсивности прошедшего через кристаллы излучения многократно возрастает при создании поперечных градиентов температуры в образцах. Показано, что по ряду параметров обнаруженный эффект аналогичен известному эффекту каналирования для заряженных частиц. Явление может быть использовано для решения фундаментальных и прикладных задач транспортировки и управления потоками жесткого фотонного излучения.

Теоретически и экспериментально показано, что горение в пограничном слое приводит к значительному (в несколько раз) снижению сопротивления трения на обтекаемой проницаемой поверхности (рис. 2). Наиболее значительное снижение относительного трения наблюдается в области малых относительных вдувов (тысячные доли процента), когда фронт пламени располагается в непосредственной близости от стенки. Полученные результаты важны при разработке практических методов снижения сопротивления.

Впервые выполнено комплексное экспериментальное исследование термогазодина мического процесса в парогенерирующем канале, вызванного впрыском пара в поток. Обнаружено явление спонтанной конденсации пара за фронтом волны давления, которое наблюдалось вплоть до выходного массового паросодержания 0,35. Распространение волны давления сопровождалось образованием присоединенной высокоскоростной жидкой пробки и волновым запариванием канала (рис. 3). Показано, что в парогенерирующем канале с местным сопротивлением аномально высокое давление в отраженной волне связано не с отражением волны давления, а с гидроударом при торможении жидкой пробки.

Предложен новый тип топливных элементов (ТЭ) с жидким электролитом на расплаве карбонатов для стационарной энергетики. В новой конструкции более чем на порядок увеличены масштабы структурных составляющих ячейки ТЭ. За счет отказа от использования микропористых электродов и микропористой матрицы с электролитом, а также за счет интенсификации конвективных процессов в ячейках удается резко снизить стоимость изготовления топливных элементов (по сравнению с традиционными ТЭ) и повысить их надежность. А именно высокие капитальные затраты и низкий ресурс ограничивают на сегодняшний день широкое распространение ТЭ.

На базе газоанализатора ПЭМ-2М разработан автоматизированный стационарный пост контроля (АСПК) вредных выбросов объектов промэнергетики. Система регистрирует температуру уходящих газов, концентрациюкислорода, окислов углерода, серы и азота. Использование АСПК приводит к экономии топлива и снижению выбрасываемых в окружающую атмосферу вредных выбросов. Из анализа данных следует, что за счет оптимизации процесса горения удается получать экономию топлива от 6 до 9 %. Решение стратегической задачи по широкому внедрению АСПК на ТЭЦ, ГРЭС, котельных, а также в промышленных печах даст значительный экономический эффект и улучшит экологическую обстановку.

В 2001 г. институтом опубликовано: статей в рецензируемых журналах – 93, монографий – 3.

Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ)
Institute of Strength Physics and Materials Science

Создан 1 января 1984 г.
Адрес: 634021, Томск, просп. Академический, 2/1
Тел. (382 2) 25-94-81
Факс (382 2) 25-95-76
E-mail: ispms@ispms.tomsk.su

Директор – ак. Панин Виктор Евгеньевич
Заместители директора по науке:
д.ф.-м.н. Лотков Александр Иванович
д.ф.-м.н. Зуев Лев Борисович

Общая численность института 390 чел.; н.с. – 158, ак. – 1, д.н. – 28, к.н. – 98.
Основное научное направление – физическая мезомеханика материалов.

Лаборатории:
Теории неравновесных состояний (д.ф.-м.н. Ю.А. Хон)
Физики поверхностных явлений (д.ф.-м.н. И.И. Наумов)
Композиционных материалов (д.т.н. В.Е. Овчаренко)
Газотермических покрытий (д.т.н. В.А. Клименов)
Импульсных технологий сварки и наплавки (д.т.н. Ю.Н. Сараев)
Полимерных композиционных материалов (д.т.н. Б.А. Люкшин)
Порошковой металлургии и твердых сплавов (к.ф.-м.н. Г.А. Прибытков)
Физики и техники ионной имплантации (к.ф.-м.н. В.П. Сергеев)
Электрофизических технологий (к.т.н. В.П. Черненко)
Вакуумно-плазменных технологий (к.ф.-м.н. В.П. Яновский)
Ионных технологий (И.К. Зверев )
Керамических покрытий (д.х.н. А.И. Мамаев)
Физической мезомеханики и неразрушаю щих методов контроля (ак. В.Е. Панин)
Механики структурно-неоднородных сред (д.ф.-м.н. П.В. Макаров)
Систем технического зрения (д.т.н. В.И. Сырямкин)
Материаловедения сплавов с памятью формы (д.ф.-м.н. А.И. Лотков)
Физики структурных превращений (д.ф.-м.н. А.Н. Тюменцев)
Физики прочности (д.ф.-м.н. Л.Б. Зуев)
Физики упрочнения поверхности (д.ф.-м.н. А.В. Колубаев)
Физического материаловедения (д.ф.-м.н. Ю.Р. Колобов)
Технологии модификации поверхности материалов (к.ф.-м.н. О.А. Кашин)
Компьютерного конструирования материалов (д.ф.-м.н. С.Г. Псахье)
Керамических композиционных материалов (д.ф.-м.н. С.Н. Кульков)

В рамках интеграционного проекта СО РАН на основе систематических эксперимен тальных и теоретических исследований показано, что поверхностные слои нагруженных твердых тел являются мезоскопическим масштабным уровнем деформации. С позиций синергетики они классифицируются как активная сдвигонеустойчивая возбудимая среда с распределенными концентраторами напряжений. Состояние поверхностного слоя определяет уровень деформирующих напряжений при активном нагружении, механизмы усталостного разрушения при циклическом нагружении, мезомеханику изнашивания в парах трения. Разработаны рекомендации воздействия на состояние поверхностных слоев, позволяющие целенаправленно изменять физико-механические характеристики материала в целом (рис. 1).

Установлено, что при пластической деформации в процессе ползучести и растяжения нового класса перспективных материалов – объемных наноструктурных металлов – соотношение вкладов мезоскопических и микроскопических механизмов деформации в общее формоизменение и потеря сдвиговой устойчивости на макроуровне связаны не только с размером зерен, но и с состоянием (степенью неравновесности) границ зерен (рис. 2). На примере промышленных ультрамелкозернистых сплавов показано, что воздействие интенсивной пластической деформации с целью формирования неравновесного состояния границ зерен приводит к снижению температуры проявления сверхпластичности и увеличению скорости сверхпластического течения. Полученные закономерности открывают новые возможности использования явления сверхпластичности для формовки изделий в условиях промышленного производства.

Разработана принципиально новая технология нанесения износостойких и защитных покрытий, позволяющая одновременно реализовать процессы порошковой металлургии и классической микрометаллургии в электронном луче непосредственно на поверхности готовой детали (рис. 3). Благодаря высокой плотности мощности в электронном луче (10⁴ 10⁵ Вт/см²), возможности оперативного управления его энергетическими характеристиками и малому объему расплавленной на поверхности детали ванны (10 20 мм³) достигается возможность управлять этими процессами, обеспечивая высокие эксплуатационные характеристики покрытия без снижения физико-механических свойств основного материала. При использовании термореагирующих порошковых смесей становится возможным реализовать самораспространяющийся синтез, инициированный на поверхности детали электронным лучом в микрообъеме, и процесс жидкофазного спекания покрытия. Это делает электронно-лучевую порошковую металлургию универсальной для получения специальных функциональных свойств порошковых покрытий, включая слоистые и градиентные, на детали из любых материалов и любой геометрии. Технология позволяет наносить беспористые покрытия произвольной толщины, целенаправленно и в широких пределах менять их химический состав, структуру и основные служебные свойства материала в целом: прочность, твердость, термо- и износостойкость, коррозионную стойкость, усталостную прочность и др. Технология прошла опытно-промышленные испытания и полностью готова к широкому освоению в металлургии, машиностроении, энергетике, нефтегазовом комплексе и других отраслях промышленности.

В 2001 г. институтом опубликовано: статей в рецензируемых журналах – 142, монографий – 3.

В оглавление

Далее

Ваши комментарии Обратная связь

[СО РАН] [ИВТ СО РАН]

© 1996-2014, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
© 1996-2014, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
    Дата последней модификации: Friday, 05-Jul-2002 14:42:47 NOVST