Версия для печати
Вернуться к списку

Там, где мы впереди

В новосибирском Академгородке завершается IX Международная конференция, посвященная 120-летию со дня рождения академика Михаила Алексеевича Лаврентьева «Лаврентьевские чтения по математике, механике и физике», где ученые со всей России обсудили новейшие достижения в области механики сплошных сред, импульсных процессов, гидродинамики, новых материалов. В этом году мероприятие проводилось в онлайн-формате.

Конференция, собравшая ученых из более чем 80 городов России, шла пять дней. Организатором традиционно выступил Институт гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Новосибирского государственного университета, Математического центра в Академгородке, Технопарка новосибирского Академгородка, Сибирского отделения РАН и Российского национального комитета по теоретической и прикладной механике.

«Тематика конференции традиционна. Михаил Алексеевич — выдающийся математик, поэтому довольно много задач относится к математической гидродинамике, другая группа докладов посвящена механике жидкости и газа, третья — прочности, упругости, деформированности материалов, четвертая — к проблематике, связанной с физикой взрыва. Все эти направления связаны с научными интересами Михаила Алексеевича Лаврентьева, — рассказывает врио директора ИГиЛ СО РАН доктор физико-математических наук Евгений Валерьевич Ерманюк. — Кроме того, они соотносятся со Стратегией научно-технологического развития РФ. Так, один из пленарных докладов был посвящен Сибирскому кольцевому источников фотонов (СКИФ), с помощью которого в том числе будут решаться задачи физики взрыва и материаловедения. Возможности этого огромного экспериментального комплекса впечатляют».

Еще одна важная миссия конференции в этом году — открыть ряд событий, посвященных 120-летию со дня рождения основателя новосибирского Академгородка М. А. Лаврентьева. «Если бы меня попросили назвать одно слово, которым можно описать Михаила Алексеевича Лаврентьева, я бы ответил — “масштаб”. Масштаб пронизывает его жизнь и творчество. Как в постановке научных задач, так и в их решении, организации государственных дел М. А. Лаврентьеву не было равных. Почему он, у которого были награды, звания, премии, бросил всё и уехал в Сибирь? Возможно, в Москве для него не нашлось дел подходящего масштаба», — отмечает в своем докладе о М. А. Лаврентьеве член-корреспондент РАН Владислав Васильевич Пухначёв.

По словам заместителя директора ИГиЛ СО РАН кандидата физико-математических наук Эдуарда Рейновича Прууэла, эта конференция знаковая для ИГиЛ СО РАН. «Одна из ее задач — собирать ученых в тех направлениях, в которых институт занимает лидирующие позиции в мире», — рассказывает исследователь.

Первое направление посвящено математическим проблемам механики. С самого основания института в область интересов ИГиЛ СО РАН попадало всё, что можно описывать уравнениями сплошной среды: газы, жидкости, твердые материалы. Так, директор института с 1976-го по 1986 год академик Лев Васильевич Овсянников знаменит тем, что, анализируя такие уравнения и постановки, разработал и описал целый класс аналитических решений. Это достижение известно далеко за рамками института. По сегодняшний день ИГиЛ СО РАН является в этой тематике своего рода законодателем мод. Направление находит и сугубо практические применения. Например, в гемодинамике, при изучении кровообращения в головном мозге, с помощью математических методов можно строить модели, предсказывающие результаты тех или иных оперативных вмешательств. По этой тематике институт сейчас активно взаимодействует с Национальным медицинским исследовательским центром имени академика Е. Н. Мешалкина.

Наиболее широкое направление из представленных на конференции (к нему относится более половины всех докладов) — вычислительная и аналитическая гидродинамика природных систем и технологических процессов. Она включает в себя совокупность физических, математических и численных методов, предназначенных для вычисления характеристик различных потоковых процессов. Пласт таких численных методов просто огромный, и у них есть масса приложений: исследование и расчет природных явлений, проектирование технических сооружений, создание новых устройств, изучение биологических объектов.

Одно из ярких применений этой области знаний — добыча природных ресурсов. «Есть и косвенные, и прямые подтверждения, что коэффициент добычи природных ископаемых из недр очень маленький. То есть мы извлекаем всего лишь небольшую часть того, что остается под землей. Нужен прогноз: каким образом организовать добычу ресурсов максимально эффективно? Здесь необходимо решать большую гидродинамическую задачу с не очень известными параметрами. Для этого делается так называемая электронная копия, или численная модель пластов, например с нефтью и сопутствующими материалами. А затем строятся модели, рассчитывающие, как их откачивать. Задача очень большая, какие-то успехи уже имеются, мы вырабатываем рекомендации для российской добывающей промышленности, есть связь с потребителями, которые заинтересованы в этих разработках», — говорит Эдуард Прууэл.

Третье направление (одно их наиболее любимых Михаилом Алексеевичем Лаврентьевым) — механика и физика импульсных процессов. Оно изучает явления, так или иначе связанные со взрывом. Это всё, что касается использования энергетических материалов: их добыча, обработка, создание технологий на их основе, агрессивное воздействие на них. В свое время Михаил Лаврентьев и академик Богдан Вячеславович Войцеховский предложили модель, когда взрыв можно заставить «бегать по кругу» внутри трубы не в обычном режиме горения, а в детонационном, при котором все параметры по скорости и горению значительно выше. На основе такого принципа можно создать турбину, вырабатывающую электричество за счет своего вращения, либо двигатель, работающий похожим образом. Идея была высказана более полувека назад, и сегодня и в ИГиЛ СО РАН, и в московских научных институтах уже разрабатывают установки, использующие энергию детонации. Возможно, они будут перспективны для создания ракет (в частности, более легких и объемных двигателей для них). «Это передовой край науки, где ожидаются интересные результаты», — говорит Эдуард Прууэл.

Четвертое направление, представленное на конференции, — поведение материалов и конструкций. Новые материалы с самыми разными свойствами — это то, в чем всегда нуждается промышленность. Способов их создания бесконечное множество. «Сегодня мы подходим к тому, что свойства гомогенных материалов (состоящих из одного компонента) почти что закончились. Всё чаще необходимо комбинировать разные свойства. Например, сделать деталь, которая хорошо тянется (там, где будут нагрузки на растяжение), а в другом месте прочна на сжатие. Соответственно, при ее создании используются два разных материала. Это приводит к тому, что деталь получается очень сложной и модели для ее описания становятся нетривиальными, — рассказывает Эдуард Прууэл. — Здесь есть бесконечное поле деятельности для науки, используются самые разные подходы: начиная от модели механики сплошной среды, механики каких-то отдельных элементов и заканчивая молекулярной динамикой, когда деталь моделируется посредством взаимодействия на уровне отдельных атомов. Как это ни фантастично звучит, но на некоторые вопросы можно ответить, только опустившись до самых основ». По этому направлению ученые также много сотрудничают с промышленностью.

Конференция «Лаврентьевские чтения» проходит раз в пять лет, но в этом году впервые она состоялась в онлайн-формате. «Основная трудность была в том, что мы нацеливались на проведение очной конференции и до последнего планировали ее в такой форме. Но буквально за десять дней до начала было издано постановление, что до 30 сентября на территории Новосибирской области массовые мероприятия запрещены. Основные трудности были связаны с тем, чтобы быстро переформатироваться и провести мероприятие онлайн. У нас уже был опыт участия в таких конференциях, поэтому всё удалось организовать довольно быстро», — отмечает заместитель директора ИГиЛ СО РАН доктор физико-математических наук Евгений Михайлович Рудой.

«Поскольку “Лаврентьевские чтения” — конференция с традицией, мы точно знали, что к нам приезжают люди не только сделать доклады, но и поделиться последними новостями в науке, установить связи, завести новые знакомства. Поэтому мы очень хотели успеть сделать ее в очном формате. Однако в последний момент всё пришлось переигрывать. В остальном проблем не было никаких. Если бы ситуация была более предсказуемой, мы бы сразу организовывали конференцию в таком формате», — говорит Эдуард Прууэл.