ИНТЕГРАЦИОННЫЕ ПРОГРАММЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Научный руководитель:
д-р физ.-мат. наук Ерохин Г. Н.

Целью настоящего проекта являлось развитие информационно-интеграционного подхода к решению комплексных задач естествознания и созданию программных систем по организации высокопроизводительных вычислений в ряде научных направлений, развиваемых в СО РАН: вычислительной математики, молекулярной биологии, химии, геологии и развитию баз данных и знаний.

В результате исследований:
– отработана технология работы с сетевым Суперкомпьютерным центром СО РАН (рис. 7.1);
– отработаны алгоритмы распараллеливания и адаптации пакетов по вычислительной математике к архитектуре суперЭВМ;
– созданы программно-информационные системы для решения задач в области молекулярной биологии, химии, в науках о Земле и в области прикладных баз данных и экспертных систем. (ИВМиМГ, ИЦГ, ОИГГМ, ИК.)

Рис. 7.1. Суперкомпьютерный центр.

Научные руководители:
д-р физ.-мат. наук Пененко В.В.,
д-р физ.-мат. наук Кузин В.И.

Разработаны новые версии глобальных и региональных моделей циркуляции атмосферы и океана с новыми параметризациями процессов взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью, растительным покровом, а также процессами формирования и таяния льда; созданы новые современные модели переноса и трансформации газовых и аэрозольных составляющих, дающих основной вклад в парниковый эффект в плане климатических изменений и определяющих качество атмосферы в экологическом аспекте; развита методика совместного использования моделей и данных наблюдений для исследования природных процессов в климатической системе; разработаны новые алгоритмы усвоения данных наблюдений в климатической системе; выполнены исследования по формированию мезоклиматов и качества атмосферы в городах Новосибирске, Томске, Омске, Иркутске.

Проведен детальный анализ внутривековых изменений климата Западной Сибири за последние сто лет, создавший базу для численного моделирования; выполнены теоретические исследования климатической системы, позволившие утверждать существование климатических притягивающих множеств и оценить их размерность. Реакция океана на атмосферные воздействия в период Эль-Ниньо была изучена на численных экспериментах на модели циркуляции Тихого океана, что позволило исследовать формирование положительной аномалии в восточных тропиках Тихого океана как наиболее значимый из известных сигналов межгодовой климатической изменчивости (рис. 7.2).

С помощью моделей и данных мониторинга выполнены исследования по оценке масштабов взаимодействия в климатической системе. Рассчитаны области, оказывающие влияние на качество атмосферы в Западной Сибири. Показан уровень информативности наблюдений, выполненных в регионе, в системе глобального массообмена в атмосфере (рис. 7.3).

В качестве одного из прикладных аспектов полученных в проекте результатов нужно отметить, что создан инструментарий в виде комплекса моделей и методологии мониторинга для оперативной оценки масштабов областей опасности, возникающих в результате экологических катастроф. (ИВМиМГ, ИМ, ИХКГ, ИОА, ИТ, ИСЭ, ЛИН, ИСЗФ, ИВТ, ИТПМ, ИВЭП.)

Научный руководитель: акад. Шокин Ю.И.

Изучались нелинейные волновые процессы в идеальной жидкости, поверхностные и внутренние волны в вязкой жидкости, взаимодействие волн с препятствиями. Работа стимулировала разумное разделение труда при выполнении запланированных исследований. Значительная часть результатов, полученных в ходе экспериментальных и теоретических (с применением аналитических методов) исследований, нашла применение в работе над созданием новых вычислительных моделей волновой гидродинамики. В свою очередь, использование методологии численного эксперимента значительно расширило возможности лабораторного моделирования и теоретического анализа в решении конкретных прикладных задач.

Оценка новых нелинейно-дисперсионных моделей волновой гидродинамики, выведенных с использованием подходов, обоснованных в ИГиЛ, выполнялась с использованием расчетных тестовых материалов по трансформации длинных волн над модельным рельефом дна (одномерные задачи) и при взаимодействии с островом (рис. 7.4), подготовленных в тесном сотрудничестве ИВТ и ИТ, а также аналитических решений, полученных ИВМ.

Рис. 7.4. Трансформация длинных волн над модельным рельефом дна (одномерные задачи) (слева) и при взаимодействии с островом (справа).

Для тестирования моделей и алгоритмов, предназначенных для изучения вязкой диссипации плоских уединенных внутренних волн и определения скорости и профиля уединенных возмущений на границе раздела двухслойной невязкой жидкости произвольной глубины, ИТ привлекались экспериментальные данные, полученные в ИГиЛ.

Численная модель ИВТ для описания динамики внутренних волн, генерируемых безымпульсным турбулентным следом в линейно стратифицированной среде по существу использует асимптотическое представление решения, предложенное ИГиЛ (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Функция тока (t/Т=2). асимптотические граничные условия (слева), собственно асимптотическое решение (в центре), граничные условия Дирихле (справа).

Моделирование косого наката уединенной волны на вертикальную стенку (рис. 7.6) выполнялось в тесном сотрудничестве ИВТ и ИВМ, а для задания начального возмущения применялось солитонное решение, полученное и исследованное в ИГиЛ.

Научные руководители: акад. Алексеев А.С., акад. Гольдин С.В., чл.-корр. РАН Романов В.Г.

В качестве одного из примеров результатов можно привести изучение верхней части разреза при помощи томографии на рефрагированных волнах. Для расчета использовались экспериментальные данные, предоставленные фирмой Green Mountain Geophysics и представляющие собой систему прямых и встречных годографов рефрагированных волн (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Прямые (a) и встречные (b) годографы рефрагированных волн (пунктирная линия - поправка на ЗМС).

Рис. 7.8. Условная модель среды с изолиниями восстановленной скорости в рефракторе. Нулевой уровень по z (ось х) отвечает высшей точке рельефа 1455 м над уровнем моря.

Научный руководитель: акад. Логачев Н.А.

Построена сейсмотомографическая модель литосферы и верхней мантии до глубин около 500 км. Показано, что области с пониженным прохождением скоростей сейсмических волн в литосфере и верхней мантии тесно коррелируют с геотермическими аномалиями и, таким образом, отражают пространственное положение потоков разогретого астеносферного вещества. Изучена разломно-блоковая структура региона, оценено напряженно-деформированное состояние литосферы и по структурно-геологическим, сейсмологическим и GPS-геодезическим данным определены направления и скорости горизонтального перемещения крупных литосферных блоков. Выполнено моделирование геодинамической обстановки в Центральной Азии методом конечных элементов (рис. 7.9).

Научный руководитель:
д-р физ.-мат. наук Митрофанов В.В.

Ряд особенностей Солнечной системы и ее планет можно объяснить катастрофическими событиями. Целью исследования было показать, что причиной катастроф могли быть внутренние процессы в самих планетах. В качестве источника энергии рассматривалась цепная ядерная реакция деления урана, миллиарды лет назад достаточно обогащенного легкоделящимся изотопом-235.

Экспериментально показано, что тугоплавкие, высокоплотные оксид и карбид урана химически устойчивы и нерастворимы в моделирующем внешнее ядро планеты железоникелевом расплаве при давлениях до 10 ГПа. Поэтому уран мог оседать на твердое внутреннее ядро планеты, образуя околокритический слой делящегося материала. В ударной волне от столкновения с астероидом могли произойти сверхкритическое уплотнение активного слоя и взрыв. Взрыв в недрах Земли более 4 млрд лет назад мог привести к выбросу на орбиту Луны. Один из вариантов расчета такого события приведен на рис. 7.10. Взрыв в недрах Юпитера мог привести к образованию его Галилеевых спутников.

При построении необходимых в расчетах уравнений состояния вещества земных недр из анализа скоростей и особенностей распространения сейсмических волн найдено распределение концентраций углерода по радиусу Земли и предложено новое объяснение анизотропии ее упругих свойств. Объяснение основано на существовании углерода в алмазной фазе, кристаллы которой ориентированы магнитным полем Земли. (ИГиЛ, ИТПМ, ИМП.)

Научные руководители:
д-р физ.-мат. наук Дегерменджи А.Г.,
чл.-корр. РАН Шайдуров В.В.

Разработаны база данных пространственно-временного распределения основных компонент речной экосистемы и комплекс компьютерных программ, моделирующих гидрофизические процессы и динамику распространения примесей с учетом осаждения и взмучивания.

На основе разработанных в ИВМ математических моделей и компьютерных программ для исследования гидрофизических процессов в руслах рек выполнены оценки распределения донных отложений в зависимости от гранулометрического состава и скоростей течения в нижнем бьефе Красноярской ГЭС.

Создана модель экосистемы р. Енисей, включающая растворенное органическое вещество (РОВ), взвешенное органическое вещество (ВОВ), бактериопланктон, фитопланктон, зоопланктон, фитобентос, зообентос, детрит. Модель верифицирована по многолетним данным Енисейской экспедиции ЛИН.

Проведены расчеты пространственного распределения водных компонент экосистемы р. Енисей (бактерии, фитопланктон, зоопланктон) и распределения по длине реки радиоцезия, содержащегося в биомассе бактерий, фитопланктона и зоопланктона, рассчитанного по коэффициентам накопления (рис. 7.11).

Установлен высокий уровень загрязнения изотопами ¹³⁷Cs, ⁶⁰Co и ¹⁵²Eu аллювиальных почв и донных осадков р. Енисей в ближней зоне влияния Горно-химического комбината. Лабораторные эксперименты показали различную подвижность рассматриваемых изотопов: ¹³⁷Cs< <⁶⁰CoЈ¹⁵²Eu. Экспонирование в течение года загрязненных проб в незагрязненной почве подтвердили лабораторные данные: ¹³⁷Cs(1)<⁶⁰Co(7,5)<¹⁵²Eu(12,4)=¹⁵⁴Eu(12,2)<¹⁵⁵Eu(22,5) (в скобках указаны проценты выноса). Из этих данных следует, что самоочищение аллювиальных почв от радиоактивного загрязнения будет происходить медленно, соизмеримо с уменьшением активности изотопов за счет распада (2,7, 14,4, 5,9, 9,1, 15,8 % соответственно). (ИБФ, ОИГГМ, ИВТ, ЛИН.)

Научные руководители:
д-р ист. наук Деревянко Е.И.,
д-р техн. наук Лбов Г.С.

Определены наиболее адекватные подходы и методы решения задач анализа археологических данных, обладающих такими свойствами, как разнотипность, малый объем выборки, большое число пропусков, структурированность. Показано, что построение логико-вероятностных моделей изучаемых объектов позволяет учесть указанную специфику исходной информации. Разработаны алгоритмы построения логико-вероятностных моделей сложных объектов исследования, учитывающие особенности археологических данных. Разработана компьютерная система ЛАСТАН, ориентированная на решение задач распознания образов, регрессионного и кластерного анализа.

Разработан математический аппарат для анализа данных по погребальным памятникам, создано алгоритмическое и программное обеспечение для решения указанных задач, в частности, введено понятие структурированного пространства.

С использованием созданного математического и программного обеспечения:
– обработан и систематизирован материал по погребениям кротовской культуры погребально-поминального комплекса Сопка-2. Получена суммарная характеристика памятника, разработана типология погребений кротовской культуры. На основе полученной типологии реконструированы принципы формирования некрополя. Определены особенности социальной структуры кротовского населения;
– в результате изучения керамического комплекса получены культурные характеристики памятника Милованово-3. Выявлены общее и особенное в эволюции морфологических и орнаментных признаков керамики данного памятника, получена типология керамики, определена позиция памятника в территориальной и хронологической системе ирменской культуры (рис.7.12);

Научные руководители:
акад. Лаврентьев М.М., акад. Александров К.С.

На основе критического анализа и развития существующих теоретических подходов к описанию структуры стекла, а также экспериментальных данных показано, что использование концепции неоднородной на нанометровом масштабе структуры стекол и неупорядоченных фаз кристаллов (включая кристаллы с примесями, собственными дефектами и другими элементами структурной неупорядоченности) позволяет объяснить, а в ряде случаев и предсказать, широкий спектр их физических свойств: структурный фактор; особенности плотности колебательных состояний, образующих бозонный пик, в терагерцовом диапазоне; длины свободного пробега на частотах ниже бозонного пика и рэлеевское рассеяние при низких температурах.

Установлено, что структурные особенности на наномасштабах являются определяющими для описания процессов релаксации и терагерцовой динамики как в кристаллах с элементами разупорядочения, так и в стеклах.

Предсказано существование и экспериментально обнаружены спонтанно образующиеся частично упорядоченные фазы кристаллов, структура и свойства которых являются промежуточными между неупорядоченной фазой стекла и полностью упорядоченной кристаллической фазой.

Установлена корреляция между практически значимыми акусто- и магнитоопическими характеристиками стекол и спецификой их структуры в нанометровом масштабе. (ИФ, ИАиЭ, ИМ, ОИГГМ, а также Институт Лауэ–Ланжевена, Франция, Институт материаловедения Арагона, Испания, Институт кристаллографии РАН, Университет Лиона, Франция.)

Научные руководители:
д-р физ.-мат. наук Потапов А.С.,
д-р физ.-мат. наук Бережко Е.Г.

По тематике интеграционной программы получены следующие основные результаты:

Рассмотрена связь динамики грозовой активности по данным наблюдений в Якутске регулярного шумового фона ОНЧ-излучения за период 1979–1994 гг. с форбуш-понижениями галактических космических лучей. Обнаружено, что за 1–3 дня до форбуш-понижений начинается ослабление грозовой активности, а в моменты максимальной их фазы – возрастание. Эффект проявляется в активности как местных, так и мировых гроз. (ИКФИА.)

Показано, что гидрологический режим и долговременная эволюция оз. Байкал меняются в зависимости от уровня солнечной активности и вариаций потока излучения Солнца. В 11-летних циклах проявление закона акцентации барических полей в приточности в Байкал запаздывает примерно на 3 года. Сопоставление с реками Енисей и Обь показывает, что и там 11-летние циклы состоят из маловодной и многоводной частей, но сдвинутых по фазе в зависимости от географической долготы. Обнаружена высокая степень корреляции между длительностью цикла солнечной активности (глобальной температурой воздуха Северного полушария) и многолетними колебаниями уровня Байкала, величиной притока воды в озеро, продолжительностью свободного состояния Байкала и Ангары (рис. 7.13).

Рис. 7.13. Сравнение продолжительности свободного состояния р. Ангара у г. Иркутск с длительностью солнечного цикла и числами Вольфа W за период 1725-1957 гг.

Научные руководители:
чл.-корр. РАН Свиташев К.К. ,
д-р физ.-мат. наук Асеев А.Л.

На основе сравнения результатов ростовых экспериментов с результатами теоретического рассмотрения, математического моделирования и экспериментов по физическому моделированию сформулированы подходы к решению задач управления процессами тепло- и массопереноса в расплаве кремния больших диаметров (200 и до 150 мм соответственно) при выращивании высокосовершенных монокристаллов кремния методами Чохральского и бестигельной зонной плавки. Прямые эксперименты и результаты численного моделирования по изучению фундаментальных свойств собственных точечных дефектов и атомов примесей в особо чистых кристаллах кремния дали основу для управления дефектно-примесным составом полупроводникового кремния на различных стадиях его получения.

Созданы пленочные электрофизически- и структурно-совершенные эпитаксиальные гомо- и гетерослои на кремнии, на проводящих и изолирующих подложках, в том числе разработаны способы получения монокристаллических нанослоев кремния в диэлектрике с рекордными параметрами по толщине при минимальной плотности электронных состояний на границах раздела и максимально возможной подвижности носителей заряда.

Предложены пути создания на основе кремния нанокомпозитных материалов для оптоэлектроники, рентгеновской и нелинейной оптики.

Предложены эффективные новые методы получения пленок полупроводникового кремния для фотоэлектронных преобразователей (ФЭП), основанные на использовании нетермических способов активации реакций разложения кремнийсодержащих соединений в плазме и электронных пучках.

Разработаны физико-химические основы получения кремния для солнечной энергетики прямым карботермическим восстановлением кремния из природных высокочистых кварцитов, рафинированием кремния в расплаве и последующим выращиванием мультикремния методами направленной кристаллизации и формированием необходимой для изготовления ФЭП столбчатой структуры.

Предложенные решения открывают новые перспективы прикладных разработок в институтах СО РАН, направленных на создание в Сибири производства высокотехнологичной наукоемкой продукции из полупроводникового кремния и продуктов на его основе, что демонстрирует созданный на полученном кремнии силовой тиристор (3 кВ, 50 А), управляемый 150 тысячами МОП транзисторов (рис. 7.14).

Объединенных усилий институтов СО РАН физико-математического, технического и химического профилей требуют разработка фундаментальной проблемы получения высокосовершенного моноизотопного кремния, многослойных структур и создание элементной базы квантового компьютера на эффектах спинового резонанса в таком кремнии. (ИФП, ИТ, ИНХ, ИТПМ, ИГиЛ, ИГХ, ИрИХ.)

Научный руководитель:
д-р физ.-мат. наук Кульков С.Н.

Впервые показана роль однородности джоулева нагрева при электрическом взрыве, найдены условия однородного нагрева и формализованы их границы. Показано, что в этих условиях возможно повышение дисперсности порошка при существенном уменьшении доли крупной фракции. Впервые синтезированы порошки при пониженных давлениях окружающего газа, в качестве какового предложено использовать азот, который при пониженном давлении химически инертен и имеет, по сравнению с благородными газами, более высокую электрическую прочность. Понижение плотности газа уменьшает размер частиц порошка чистого металла до нанометрового диапазона (рис. 7.15).

Прямыми структурными методами показано, что при получении порошков с помощью электрического взрыва cуществует минимальный размер – около 20 нм, ниже которого частицы порошка не искажены, по-видимому, тепловое воздействие на малые частицы приводит к полной релаксации внутренних дефектов. С ростом размера частиц появляются термические искажения, приводящие к росту микродисторсии.

Показано, что в нанокристаллическом состоянии реализуются химические реакции, которые не наблюдались ранее на материалах в компактном состоянии: взаимодействие нанопорошка индия с кипящей уксусной кислотой. При этом ацетат индия образуется за 3–5 мин с выходом до 100 %. При добавлении к полученному раствору ацетата индия тетрафенилпорфина с количественным выходом образуется тетрафенилпорфин ацетатиндия с выходом до 100 %.

Нанопорошки меди, полученные в среде азота, аргона и ксенона, легко реагируют с кипящим ацетиацетоном (137 ^оС) с образованием ацетилацетоната меди с выходом 90–95 %. Показано, что, изменяя температуру, можно управлять процессом получения фталлоцианинов – нанопорошок меди реагирует с диизоиндолином в среде различных растворителей при температуре 70–100 ^оС образуется a-форма фталоцианина меди, а при повышении тепмпературы до 150 ^оС образуется b-форма.

Полученные результаты имеют большое прикладное значение. Разработанные способы получения фталоцианина меди и тетрафенилпорфина ацетатиндия могут быть рекомендованы для практического использования, поскольку позволяют получать промышленно важные продукты с высокими выходом и степенью чистоты. Оба эти продукта используются как красители и сенсибилизаторы органических полупроводников. (ИСЭ, ИФПМ, ИНХ.)

Научный руководитель:
д-р техн. наук Бочкарев Г.Р.

Обнаружен эффект активации физико-химических процессов на поверхности и в объеме минералов и руд под действием ускоренных электронов, приводящих к заметному изменению прочностных характеристик и селективному раскрытию сростков. Установлено, что это воздействие проявляется в узком интервале доз облучения с максимумом около 2 кГр (рис. 7.16). Полученные закономерности позволяют разрабатывать новые эффективные технологии минералоподготовки и обогащения минерального сырья. (ИГД, ИХТТМ, ИЯФ, ОИГГМ.)

Научный руководитель:
чл.-корр. РАН Ляхов Н.З.

Разработана установка для исследования структурных превращений во взрывных процессах in situ с временным разрешением 125 нс и временем экспозиции 1 нс. Установка смонтирована на канале синхротронного излучения ускорителя электронов ВЭПП-3 (энергия электронов 2 ГэВ) и включает взрывную камеру и быстродействующую систему регистрации.

Высокое временное и пространственное разрешение методики с использованием синхротронного излучения (рис. 7.17, а) позволяет проводить исследования на качественно новом уровне и расшифровывать локальную динамику распределения плотности, температуры и давления, в том числе и в детонационных волнах. Возможность регистрации изменения кристаллической структуры во времени позволяет определить характер и механизм регрессии конденсированной фазы, а также динамику роста новых, в том числе и кристаллических образований в детонационных течениях.

В экспериментах по взрыву системы тротил–гексоген (рис. 7.17, б) на пучке синхротронного излучения впервые в мире получена информация об изменении плотности вещества при прохождении детонационной волны и о возникновении и развитии флуктуаций плотности вещества при прохождении детонационного фронта. Эти данные дают основание для построения модели механизма образования и роста вторичных частиц конденсированной фазы при взрыве. (ИХТТМ, ИГиЛ, ИЯФ.)

Научный руководитель:
чл.-корр. РАН Ребров А.К.

Идея предлагаемого газодинамического масс-спектрометра основана на математическом анализе зависимости от времени давления в некотором сосуде при истечении из него смеси в молекулярном режиме. В результате выполнения проекта:

– разработана методика и реализован алгоритм для решения обратной задачи линейной алгебры при компьютерной обработке информации, доказана возможность определения состава газов в смеси природных газов из пяти компонентов с погрешностью, не превосходящей 1 % для компонент, составляющих мольные доли порядка 1 % в смеси, для конкретной поставленной задачи найдены пути повышения точности измерения;

– создана измерительная (эффузионная) ячейка, обеспечивающая возможность измерений в пределах двух порядков по давлению при молекулярном истечении;

– решена задача компьютерного сбора и обработки информации на созданном по проекту вакуумном стенде с прецизионной регистрацией изменения давления (с погрешностью не более 0,1 %) (рис. 7.18); проведены исследования анализа истечения газовых смесей, установлены ограничения выбранного способа измерения со стороны максимальных и минимальных давлений;

– решены технические вопросы исполнения средств автоматизации измерительного комплекса.

В итоге доказана работоспособность сформулированной идеи газодинамического масс-спектрометра, определены, с одной стороны, пути определения технологических трудностей исполнения эффузионной ячейки прибора для измерений при молекулярном режиме истечения, с другой стороны, сформулированы задачи теоретических исследований течения газовых смесей в переходном режиме для принципиального снижения требований к изготовлению каналов эффузионной ячейки. (ИТ, КТИ ВТ.)

Научный руководитель: акад. Панин В.Е.

Выявлена принципиальная роль геометрии и структуры границы раздела покрытие–матрица при развитии пластической деформации на мезо- и макромасштабном уровнях. Если профиль границы раздела имеет волнистую, игольчатую (рис. 7.19, а), зубчатую или другую геометрию, отличную от прямолинейной, при нагружении распределение мезоконцентраторов напряжений вдоль границы раздела является неравномерным. В результате расстояние между трещинами в покрытии является непериодическим. Наиболее наглядно это проявляется при игольчатом профиле границы раздела. Трещины в покрытии не являются сквозными и не проходят сквозь все его поперечное сечение. Мелкое несквозное растрескивание покрытия снижает степень локализации деформации в матрице по сравнению с прямолинейной границей раздела.

Формирование покрытий, имеющих дискретное градиентное строение (несколько слоев), уменьшает различие механических характеристик покрытия и матрицы и уменьшает скачок напряжений, возникающий при нагружении на границе раздела сопрягаемых сред, и, соответственно, повышает пластичность таких композиций. При этом основным фактором, определяющим характер возникновения и последующей релаксации мезоконцентраторов напряжений, является "действующая" граница раздела.

Местоположение последней определяется соотношением механических характеристик сопрягаемых слоев, а также их толщинами. В результате формирования промежуточного перлитного слоя (рис.7.19, б), заполняющего пространство между иглами упрочняющего боридного покрытия, в качестве "действующей" выступает граница раздела матрица–переходный слой. Таким образом, несмотря на наличие покрытия с игольчатой структурой, профиль действующей границы раздела является прямолинейным, и растрескивание покрытия является периодическим.

В ряде случаев при нагружении композиций с градиентными покрытиями образование трещин происходит только в одном из вышележащих слоев, что не приводит к развитию магистральных (сквозных) трещин, а мезоконцентраторы на внутренних границах раздела релаксируют в нижележащих более пластичных слоях путем распространения мезополос в направлении максимальных касательных напряжений.

Таким образом, при создании композиций с покрытиями и поверхностно-упрочненными слоями необходимо создавать профиль границы раздела, отличный от прямолинейного. Это будет способствовать эффективному диспергированию опасных мезоконцентраторов напряжений, особенно в условиях знакопеременных нагрузок и износа в парах трения, а, кроме того, значительно повысит прочность адгезионной связи. (ИФПМ, ИГиЛ, ИТПМ, ИК, ИХТТМ.)

Научные руководители: акад. Пармон В.Н., чл.-корр. РАН Фомин В.М.

Установлено принципиальное различие в распределении влаги в древесине при акустической и конвективной (обдув потоком воздуха) сушке.

Показано (рис. 7.20, а), что в процессе конвективной сушки характер распределения влаги в объеме образца не изменяется. Влага остается в основном в крупных капиллярах весенне-летней зоны годичного кольца. Сушка сводится к движению влаги из внутренних слоев образца к его поверхности и ее последующему уносу. В режиме акустической сушки (рис. 7.20, b) существенно изменяется распределение влаги в объеме. Под воздействием знакопеременных давлений, приносимых акустической волной, влага перетекает из крупных капилляров весенне-летней зоны годичного кольца в мелкие капилляры осенне-зимней зоны. Как следствие, возрастает площадь поверхности образца с высоким значением влагосодержания, что является одним из факторов повышения скорости сушки капиллярно-пористого материала при акустическом способе по сравнению с традиционным конвективным. (ИК, ИТПМ, ИХКГ, МТЦ.)

В оглавление

Далее