Крупный научный проект по приоритетным направлениям научно-технологического развития "Фундаментальная механика в новых материалах, конструкциях, технологиях"

Цель проекта – получение фундаментальных результатов мирового уровня в области механики сплошных сред, обеспечивающих опережающие развитие машиностроения и технологий в соответствии со Стратегий научно-технологического развития Российской Федерации. Отчет содержит результаты работ, выполненных в 2024 году, по трем научным направлениям: - механика новых материалов и конструкций; - оценка прочности и ресурса машин, конструкций и сооружений; - турбулентность, магнитная гидродинамика, тепломассоперенос в многофазных и многокомпонентных средах. По направлению «Механика новых материалов и конструкций»: разработана концепция высоконагруженных про-бионических конструкций с встроенной многокомпонентной системой мониторинга; разработана методика определения механических характеристик льда; решена задача о плёночном течении (расходе) магнитной жидкости, увлекаемой источником градиентного магнитного поля; разработана методика использования нейросетей для анализа структуры материала. По направлению «Оценка прочности и ресурса машин, конструкций и сооружений»: определена концентрация водорода в подповерхностных слоях титановых образцов в процессе лазерной ударной проковки при открытом и закрытом методе обработки; построена математическая модель, описывающая основные закономерности развития сульфидно-оксидной высокотемпературной коррозии модельного авиационного сплава с учетом термомеханических нагрузок и поверхностных остаточных напряжений; разработана и откалибрована по результатам натурных шахтных измерений упруго-вязкопластическая модель деформирования соляных пород; разработан метод определения коэффициента длительной прочности соляных пород, позволяющий сократить время длительных реологических испытаний до 5-7 дней и уточнить степень нагружения несущих междукамерных целиков; разработана модель деформирования и разрушения материалов, учитывающая закономерности критичности развития поврежденности в сплавах, керамических и композиционных материалах авиационного моторостроения и ракетной техники. По направлению «турбулентность, магнитная гидродинамика, тепломассоперенос в многофазных и многокомпонентных средах»: построена математическая модель изотермических процессов, возникающих при генерации закрученных течений, и определены характеристики процессов в закрученных потоках; разработана математическая модель неизотермического турбулентного течения газовоздушной смеси в рудничной атмосфере; сформулированы на основе многопараметрического моделирования принципы эффективного проветривания камер большого сечения вентиляторами-эжекторами; определена структура крупномасштабного турбулентного течения воздушных потоков в случае сложного рельефа; показана возможность эффективного управления процессами перемешивания растворов и скоростью протекания реакции за счет эффекта Марангони в микрожидкостных реакционных системах и экстракционных технологиях; определены условия возникновения и характеристики нелинейных режимов конвекции многокомпонентных смесей с эффектом термодиффузии в системах, имитирующих антиклинальную геологическую складку и геологическую комбинацию синклинали и антиклинали; определены закономерности транспорта пассивных частиц в двумерных стационарных вихревых потоках. В результате проведенных за отчетный период комплексных теоретико-экспериментальных исследований подготовлены скорректированные нормативные документы: - «Указания (мероприятия) по защите рудника Талицкого ГОК от затопления и охране объектов на земной поверхности от вредного влияния подземных разработок на Верхнекамском месторождении солей (Технологический регламент)»; - «Регламент технологического производственного процесса "Проветривание горных выработок (шахты)"».