ФизМех и ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» представили исследования на Зимней школе по механике сплошных сред

Представители Физико-механического института Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) и Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» (ПИШ) приняли участие в XХIV Зимней школе по механике сплошных сред в Перми. Мероприятие прошло в рамках Программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» на 2020–2024 годы при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

Организатором мероприятия выступил Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук — филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения РАН.

Зимняя школа по механике сплошных сред проводится для построения систематической дискуссии по актуальным вопросам этой тематики и направлена на развитие исследовательской деятельности, в том числе среди начинающих специалистов. В рамках события прошёл конкурс докладов среди студентов, аспирантов и молодых учёных.

В работе XХIV Зимней школы по механике сплошных сред приняли участие 320 человек из 21 города России, включая Санкт-Петербург, Москву, Екатеринбург, Новосибирск, Ижевск, Казань, Самару и др. На мероприятии были представлены 319 докладов в рамках восьми секций, тезисы которых вошли в сборник по итогам проведения школы.

Основные темы программы мероприятия:

• вычислительная механика сплошных сред,
• физика и механика мезо- и наноструктурных систем,
• механика функциональных материалов,
• конвекция, гидродинамическая устойчивость и турбулентность,
• гидродинамика неньютоновских жидкостей и жидкостей с особыми свойствами,
• фундаментальная и прикладная магнитная гидродинамика,
• механика сплошных сред в биологии и медицине,
• горная механика, мониторинг природных и техногенных систем.

Учёные, аспиранты, студенты Физико-механического института СПбПУ представили результаты исследований и разработок научных коллективов по актуальным проблемам вычислительной механики сплошных сред, механики функциональных материалов, гидродинамической устойчивости, физики и механики мезо- и наноструктурных систем, хемомеханики, фундаментальной и прикладной гидродинамики, газодинамики. Результаты исследований способствуют развитию инженерных приложений микроэлектроники, водородных технологий, современных электронных и оптоэлектронных устройств, котельного оборудования, методик испытаний теплопроводности на наноуровне и вычислений параметров механики разрушения.

Пленарные доклады:

• Кривцов Антон-Иржи Мирославович, директор Высшей школы теоретической механики и математической физики Физико-механического института СПбПУ, заведующий лабораторией «Моделирование производственных технологий и процессов» ПИШ СПбПУ, член-корреспондент РАН, доцент, доктор физико-математических наук. Тема доклада: «Использование подходов, основанных на уравнениях кинетики газовой динамики Бернулли-Эйлера и Шрёдингера, для описания процессов переноса»;
• Фрейдин Александр Борисович, старший научный сотрудник, профессор Высшей школы механики и процессов управления Физико-механического института СПбПУ, доктор физико-математических наук. Тема доклада: «Связанные задачи хемомеханики: постановки и решения».

Секционные доклады:

• Беляев Александр Константинович, директор Высшей школы механики и процессов управления Физико-механического института СПбПУ, член-корреспондент РАН, доцент, доктор физико-математических наук. Тема доклада: «Модели движения водорода в экструдере при низких температурах»;
• Ковалёв Игорь Алексеевич, студент Физико-механического института СПбПУ. Тема доклада: «Дислокационная релаксация напряжений в цилиндрическом квантовом кольце вблизи свободной поверхности»;
• Кузькин Виталий Андреевич, профессор Высшей школы теоретической механики и математической физики Физико-механического института СПбПУ, доктор физико-математических наук. Тема доклада: «Баллистическая термоупругость нелинейных цепочек»;
• Савиковский Артем Викторович, аспирант Физико-механического института СПбПУ. Тема доклада: «Вычисление коэффициентов интенсивности напряжений через Jk-интегралы для анизотропных материалов»;
• Седова Юлия Сергеевна, аспирант Физико-механического института СПбПУ. Тема доклада: «Анализ результатов испытаний кольцевых образцов котельных труб с помощью механических моделей водородной хрупкости»;
• Иванова Александра Борисовна, аспирант Физико-механического института СПбПУ. Тема доклада: «Связанные задачи хемомеханики для упругого и вязкоупругого продукта реакции».

Дипломами победителей конкурса докладов среди студентов, аспирантов и молодых учёных были отмечены выступления студента Игоря Ковалёва, аспирантов Артёма Савиковского, Александры Ивановой и Юлии Седовой, а также профессора Высшей школы теоретической механики и математической физики Физико-механического института СПбПУ Виталия Кузькина.

Лауреатов наградили на заседании учёного совета Физико-механического института СПбПУ. Исполняющий обязанности директора ФизМеха СПбПУ Николай Иванов поздравил победителей и вручил дипломы.

Члены совета высоко оценили вклад молодых учёных в развитие направлений их научно-исследовательской деятельности.

Отрадно, что в пермской Зимней школе участвовала столь представительная делегация Политехнического университета. Молодые учёные и маститые профессора подтвердили высокий уровень петербургской школы механиков. Желаем всем дальнейших успехов, и особенно студентам, которые только начинают свой путь в науке, — отметил Николай Георгиевич.

Команда Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» продемонстрировала исследования в области механики сплошных сред, реализованные с помощью технологий системного цифрового инжиниринга для задач медицины, здравоохранения, строительной отрасли, автомобилестроения и авиастроения.

Секционные доклады:

• Антонова Ольга Владимировна, доцент Высшей школы передовых цифровых технологий Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», кандидат технических наук. Тема: «Применение гиперупругих моделей материала для описания механического поведения высокотехнологичных медицинских изделий и биологических тканей»;
• Садовченко Екатерина Алексеевна, магистрант ПИШ СПбПУ, инженер направления «Прикладные исследования и разработки» Инжинирингового центра (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ. Тема: «Моделирование процесса установки дентальных имплантатов с применением конечно-элементного анализа»;
• Нежинская Лилия Сергеевна, магистрант ПИШ СПбПУ, инженер направления «Прикладные исследования и разработки» Инжинирингового центра (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ. Тема: «Исследование упругопластических свойств мета-биоматериалов. Натурные и виртуальные испытания» на секции «Физика и механика мезо- и наноструктурных систем»;
• Иванов Максим Вячеславович, инженер отдела разработки автомобилей и техники Инжинирингового центра (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ, ассистент Высшей школы передовых цифровых технологий, выпускник Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг». Тема: «Оптимизация несущей способности металлических панелей с тетраэдральным заполнителем».

В ходе исследования Ольги Антоновой был проведён анализ особенностей применения гиперупругих моделей материалов для описания поведения различных медицинских изделий и биологических тканей, применяемых в современной медицинской практике, преимущественно в области кардиологии.

В дальнейшем полученные результаты могут быть использованы как основа для моделирования процессов установки коронарных и эндобилиарных стентов, колец протезов для проведения аннулопластики, оптимизации методик данных медицинских вмешательств, а также при разработке рекомендаций для медицинских работников, — заключила Ольга Владимировна.

Екатерина Садовченко рассказала о методике моделирования процесса установки дентальных имплантатов в костные блоки разной плотности с применением метода конечных элементов.

Исследование, представленное Лилией Нежинской в рамках XХIV Зимней школы по механике сплошных сред, позволит сформировать математические модели мета-биоматериалов различной топологии для их дальнейшего применения при разработке изделий в области тканевой инженерии при лечении костных дефектов.

Отметим, проект представляет часть исследования, поддержанного Российским научным фондом, которое проводится научной группой под руководством проректора по цифровой трансформации СПбПУ, руководителя ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексея Боровкова.

Максим Иванов рассказал о проекте по оптимизации несущей способности металлических панелей с тетраэдральным заполнителем, который является частью кандидатской диссертации. Слоистые панели с таким заполнителем активно применяются в строительстве, автомобильной отрасли и авиастроении. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации технологического процесса изготовления заполнителя сложной формы.

Выступления Лилии Нежинской и Екатерины Садовченко также были отмечены на конкурсе докладов среди студентов, аспирантов и молодых учёных. Лауреаты получили дипломы.

Исследования участников XХIV Зимней школы по механике сплошных сред были высоко оценены научным комитетом, который отметил их актуальность и практическую направленность при сохранении фундаментальности используемых подходов.