Междисциплинарные исследования в гидродинамике

Целью исследований, представленных в отчете, является достижение теоретических и экспериментальных результатов, позволяющих существенно продвинуться в решении фундаментальных задач гидродинамики междисциплинарного характера. Полученные результаты позволят оптимизировать и повысить эффективность существующих технологических процессов в химической, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности. Объектами проведенных исследований являлись конвективные явления в многокомпонентных и многофазных жидких средах при наличии внешних силовых полей. Основными результатами работы являются: данные об областях устойчивости и данные о режимах конвекции в сложных жидких средах при наличии различных внешних воздействий, в том числе в пористых средах; модификация модели для описания стеклообразующих систем с эффектом инверсии плотности; модель испарения и кристаллизации капли водорастворимой соли; модель течения суспензии твердых частиц; описание механизмов поведения жидких и газовых капель или пузырьков при воздействии вибраций с различными параметрами. Описание режимов массообмена при различном содержании реагентов в капле и окружающей среде; выделение области параметров существования течения пуазейлевского типа в задаче об осесимметричном течении ньютоновской термовязкой жидкости под действием продольных градиентов давления и температуры; демонстрация возможности использования меры информационной сложности в качестве критерия для оценки интенсивности массопереноса в микроканалах в условиях развития конвективного течения; обоснование эффективности использования неустойчивости Рэлея-Тейлора для управления процессами массообмена в проточных микроканальных системах; перспективность использования высокочастотного неоднородного электрического поля для обезвоживания водонефтяных эмульсий; разработка фундаментальных основ высокочувствительных сенсоров (диагностических тест-систем) для определения малых концентраций биологически активных продуктов пероксидации в конденсате выдыхаемого воздуха, слюне и прочих биологических жидкостях человека для удаленного мониторинга больных с заболеваниями органов дыхания и пищеварения; описание влияния пленок поверхностно-активного вещества на осредненные течения, генерируемые полупогруженной осциллирущей сферой; обнаружение влияния магнитного поля на величину поверхностного натяжения магнитной жидкости. Области применения полученных результатов: разработка технологий фазового разделения и управление процессами тепло- и массообмена с помощью вибраций и электрических полей; управление тепло-массопереносом в закрытых гидродинамических системах; моделирование течений в установках нефтедобывающей и нефтеобрабатывающей промышленности в плане описания течения термовязких жидких сред; разработка медицинских сенсорных систем диагностики и удаленного мониторинга в пульмонологии; разработка технологий разделения водонефтяных эмульсий; разработка оптимальных конструкций микрожидкостных реакторов для малотонажной химии; разработка высокочувствительных сенсоров на основе магнитных жидкостей. В биомедицинских приложениях, таких как системы анализа биологических образцов или в области теплообмена и энергетики для оптимизации эффективности теплообменных устройств и тепловых насосов. При выполнении научно-исследовательской работы использованы методы и подходы математического, экспериментального и численного моделирования. Все полученные результаты являются новыми, представляют большой научный интерес и имеют значение для решения широкого круга технологических задач.