Докладні напрямки діяльності відділу

Найбільш важливі наукові та прикладні результати в області теплообміну та гідродинаміки потоків в полях відцентрових сил приведені нижче.

• Внутрішні закручені та вихрові потоки.Велика база нових наукових даних по турбулентному теплообміну та гідродинаміці закручених потоків в трубах, дифузорах, конфузорах, пористих трубах і надзвукових соплах; велика база завдяки новим науковим даним по гідродинаміці, тепло- і масообміну газорідинних закручених потоків в вихрових камерах; нові наукові дані про тривимірну структуру турбулентного примежового шару; умови фізичної подібності і універсальний зв’язок між локальним і інтегральним параметрами подібності; особливості і межі ламінарно-турбулентного переходу; «придушення» турбулентності відцентровими силами та «зворотній» турбулентно-ламінарний перехід; закономірності переходу закрученого потоку в осьовий; універсальний зв’язок між осьовою та обертальною швидкістю; узагальнений закон теплообміну в трубах при різних граничних умовах; узагальнення асимптотичної теорії Кутателадзе-Леонтьєва для закручених потоків; відцентрова нестійкість Гертлера в трубах з закруткою потоку; аналогія між переносом теплоти в трубах з закруткою потоку і при обтіканні увігнутої поверхні; закон теплообміну близько бічної поверхні вихрової камери для тривимірної течії, що розвивається та розвиненої течії; нові методи розрахунку і методики проектування систем охолодження.
• Поверхнево-вихрові системи (заглиблення / лунки).Велика база завдяки новим науковим даним по нестаціонарній вихровій структурі та теплообміну в заглибленнях різної форми та за ними; діаграма режимів течії в заглибленнях і узагальнена діаграма аналогії Рейнольдса; межі ламінарно-турбулентного переходу за заглибленнями різної форми; вихрова структура потоку в «вузьких» каналах з поверхневими заглибленнями і умови «випереджаючого» зростання теплообміну в порівнянні з супутніми втратами тиску; нові поверхні теплообміну з поверхневими заглибленнями; перехід до режиму «тертя кочення» в системі багаторядних циліндричних заглиблень; новий параметр теплогідравлічної ефективності з можливістю ранжування всіх методів інтенсифікації теплообміну; нові методи розрахунку та методики проектування систем охолодження та теплообмінних пристроїв.
• Канали та поверхні, що обертаються.Велика база нових даних по теплообміну та гідродинаміці в каналах і близько поверхонь, що обертаються; база нових наукових даних по теплообміну та структурі потоку в каналах, що обертаються, систем охолодження лопаток газових турбін з мікрооребренням складної конфігурації на внутрішній поверхні; база нових наукових даних по гідродинаміці двофазного потоку (газ-тверді частинки) для пористої труби, що обертається; база нових наукових даних по теплообміну в радіально-обертової труби з закруткою потоку і переважним впливом сили Коріоліса або відцентрової сили; закон теплообміну для диска, що обертається у відкритому просторі при ламінарному і турбулентному режимі з довільним розподілом температури поверхні; теплообмін та структура потоку близько диска, що обертається, з «перекруткою» потоку у осі обертання і теоретичні основи обертового ( «вихрового») дифузора; уточнені діаграми режимів течії в трубах, що обертаються навколо власної осі, паралельної або похилої осі; точніші методи і методики розрахунку елементів систем охолодження.
• Потоки близько опуклої й увігнутої поверхні.Велика база нових наукових даних по теплообміну та гідродинаміці близько гладких і пористих криволінійних стін, включаючи вплив градієнта тиску та зовнішньої турбулентності; особливості фізичної структури примежового шару близько опуклої й увігнутої поверхні і ламінарно-турбулентного переходу близько опуклої та увігнутої стінки; узагальнення асимптотичної теорії Кутателадзе-Леонтьєва для потоків з поздовжньою кривизною поверхні; нові дані по плівковому охолодженню опуклої поверхні, включаючи вплив градієнта тиску і температурного чинника; особливості теплообміну та фізичної структури напівобмеженого струменя близько опуклої та увігнутої стінки; адаптація і релаксація потоку при переході з плоскої стінки на криволінійну, і навпаки; точніші методи і методики розрахунку елементів систем охолодження.
• Відцентрова нестійкість Гертлера і Тейлора.Велика база нових наукових даних по теплообміну, поверхневому тертю і хвильовим параметрам потоку близько увігнутої поверхні в умовах ламінарної і турбулентної нестійкості Гертлера; рівняння для критичного числа Гертлера, включаючи вплив поздовжнього градієнта тиску, зовнішньої турбулентності, вдуву і відсмоктування через увігнуту пористу стінку; розвиток теорії відцентрової нестійкості Тейлора близько пористої труби, що обертається, з поверхневим відкачуванням потоку і критичні параметри; точніші методи і методики розрахунку систем охолодження.
• Соплові апарати газових турбін і криволінійні канали з тривимірним потоком і локальними вихровими структурами.Велика база нових наукових даних по теплообміну та тривимірній структурі турбулентних потоків близько поверхонь соплового апарату високонавантажених газових турбін та криволінійних каналів прямокутного перерізу; умови фізичної подібності; концепція, рівняння та рекомендації з проектування систем конвективного та конвективно-плівкового охолодження поверхонь соплового апарату з урахуванням тривимірного примежового шару, зовнішньої турбулентності, поздовжнього та поперечного градієнтів тиску, вхідний нерівномірності температури потоку.
• Нові вихрові технології аеротермодинаміки.Розроблено нові вихрові технології аеротермодинаміки для енергетичного газотурбобудування та інших додатків, які захищені більш ніж 230 авторськими свідоцтвами і патентами.