Laboratory for mathematical modeling of nonlinear processes in gas media

Показать все

Участники

Борис Мызников
About laboratory The laboratory was created at MIPT in 2011 as part of the work in the framework of the Russian government under grant “Measures to Attract Leading Scientists to Russian Educational Institutions” (contract No. 11.G34.31.0072). Research interests of the laboratory include hypersonic flows, computational fluid dynamics, design of space vehicles and CAD systems. Main goal of the laboratory is to develop a computational package for mathematical modeling of problems of high-altitude hypersonic aerodynamics of future space vehicles in the complete range of Reynolds and Knudsen numbers. The distinguishing feature of the package will be a unique combination of accurate and efficient numerical methods together with the inclusion of real non-equilibrium physics in the wide range of flow regimes of hypersonic vehicles. Planned scientific outcomes of the laboratory: development of applied programs for computational modeling of chemically and thermodynamically non-equili

Лаборатория "Математическое моделирование нелинейных процессов в газовых средах" Московского физико-технического института создана в 2011г. в ходе выполнения гранта Правительства РФ по постановлению N 220 "О мерах по привлечению ведущих учёных в российские образовательные учреждения высшего профессионального образования" по договору № 11.G34.31.0072, заключенного между Министерством образования и науки РФ, ведущим учёным профессором С.В. Утюжниковым и Московским физико-техническим институтом (государственным университетом).

Область научных исследований лаборатории: гиперзвуковые течения, численное моделирование, проектирование космических летательных аппаратов, системы автоматического проектирования.

Основная задача лаборатории: создание вычислительного комплекса по математическому моделированию задач высотной гиперзвуковой аэродинамики перспективных космических ЛА во всем диапазоне чисел Рейнольдса (Кнудсена). Особенностью разрабатываемого комплекса программ является уникальное сочетание высокоточных и экономичных вычислительных алгоритмов с возможностью учета реальных физических эффектов в широком диапазоне режимов движения гиперзвуковых летательных аппаратов.

Планируемые научные результаты лаборатории: разработка комплексов прикладных программ для численного моделирования термохимически и термодинамически неравновесных гиперзвуковых течений и тепломассообмена в свободномолекулярном, переходном и континуальном режимах обтекания реальных конфигураций космических аппаратов в рамках унифицированных моделей.

Руководящий состав лаборатории

  • Заведующий лаборатории: проф., д.ф.-м.н. С.В. Утюжников
  • Заместитель заведующего и ответственный исполнитель гранта: к.ф.-м.н., доцент С.С. Симаков
  • Заместитель заведующего: к.ф.-м.н. В.А. Титарев
  • Научный консультант: проф., д.ф-м.н. Г.А. Тирский
  • Руководитель группы ФАЛТ: проф., д.ф-м.н., чл.-корр. РАН И.В. Егоров

Head of laboratory

С.В.Утюжников

Sergey V. Utyuzhnikov graduated from Moscow Institute of Physics & Technology (MIPT) in 1983 (with 1 st class degree). In 1986, he got PhD in Computational Mathematics. Since 1986, he worked at MIPT as Assistant Professor, Associate Professor and Professor. In 1997, he successfully defended DSc thesis “Numerical Modelling of Gas Flows Induced by Supersonic Motion of Bodies in the Atmosphere”. In 1999, he was awarded the title of Professor in Computational Mathematics by the Russian Ministry of Education. 7 PhD students got their degree under his supervision and became successful researchers and academics in Russia and USA. Since 1999, Prof S.V. Utyuzhnikov works in the UK. Currently, he has a permanent academic position at the University of Manchester.

Prof S.V. Utyuzhnikov developed (with co-authors) an efficient numerical method for modelling supersonic viscous flows over blunt bodies, obtained fundamental results in dynamics of large-scale thermals in the atmosphere, his results on large-scale fires undermined the well-known theory of “nuclear winter”. Prof S.V. Utyuzhnikov (with his progeny) obtained pioneering results in 3D modelling the Tunguska impact and comet Shoemaker-Levy 9 collision with Jupiter. For last years, he has been working in the development of non-overlapping domain decomposition methods, modelling near-wall turbulent flows, active sound control, and Pareto multiobjective optimisation, which are well-recognised by the research community.

Prof S.V. Utyuzhnikov was the supervisor of a number of Russian and International projects related to grants by the Russian Foundation of Basic Research, ISF, DAAD, Royal Society, EPSRC, INTAS and FP6 EU Programme; co-chaired 4 International Conferences on Applied and Engineering Mathematics in London in 2007-2010 (WCE Congress of Engineering); consulted industrial companies such as Daimler-Benz AG, ABB AG, ALSTOM AG, EDF Energy Ltd, Numeca-International Ltd; gave invited lectures in the following world-class Research Centres: Los Alamos National Laboratory (USA), Royal Society (Kavli Centre), Isaac Newton Institute (Cambridge), Henri Poincare Institut (Paris), EDF/CNRS (Paris), ALSTOM Technology Centre (Zurich), ABB (Zurich), Schlumberger (Cambridge), CARDC (China); he is a member of the Editorial Board in 5 International Journals: Int. J. Applied Mathematics and Physics; Pioneer J. Advances in Applied Mathematics; ISRN Applied Mathematics J; the Open Aerospace Engineering Journal; Int. J. CFD Letters, Int. J. Numerical and Analytical Methods in Engineering. Prof S.V. Utyuzhnikov is an author and co-author of 70 peer-reviewed journal publications (according to Scopus).

For more than 10 years, Professor S.V. Utyuzhnikov was the leader of Computational Aerodynamics Research Group in the Department of Computational Mathematics at MIPT, the Principal Investigator in 6 research projects supported by RFBR, 2 industrial contracts with Daimler Benz AG (1994-1996), and 3 projects supported by INTAS (1993-2001). Working in the UK, he was a Leading Researcher in two large projects: «FLOMANIA” and “VIVACE”, supported by the 6 th EU Frame Programme. At the time being, Prof S.V. Utyuzhnikov is successfully supervising a project on active noise filtration in seismic prospecting, supported by Programme “Academic Resources of Innovative Russia”.

For 10 years, working at MIPT, Prof S.V. Utyuzhnikov was a Deputy Dean in the Faculty of Aero-physics and Cosmic Research, a member of the Academic Senate, and PhD and DSc Academic Boards.





С.В. Утюжников родился 31 августа 1960 г. в г. Нерчинск Читинской области. В 1977 г., после окончания физико-математической школы-интерната им. академика М.А. Лаврентьева в Новосибирском Академгородке, он поступил в Московский физико-технический институт. С.В.Утюжников окончил МФТИ с отличием в 1983 году, в 1986 году окончил аспирантуру МФТИ, защитил кандидатскую диссертацию. По окончании аспирантуры, с 1986 года работал в МФТИ. В 1997 г. С.В.Утюжников защитил докторскую диссертацию по теме «Численное исследование течений газа, инициированных сверхзвуковым движением тел в атмосфере», в 1999 ему было присвоено звание профессора по вычислительной математике. За время работы в МФТИ он подготовил 6 кандидатов наук, которые стали успешно работающими учеными в России и США. С 1999 года С.В. Утюжников работает в Великобритании, в настоящее время в Университете Манчестера, одном из ведущих университетов Великобритании и Европы.

С.В. Утюжников является соавтором высокоэффективного численного метода для моделирования сверхзвуковых течений вязкого газа около затупленных тел, он получил фундаментальные результаты по динамике крупномасштабных термиков в атмосфере, а также впервые показал нереализуемость широко известной концепции «ядерной зимы». Вместе со своими учениками он впервые провел 3-мерное моделирование соударения Тунгусского метеорита с атмосферой Земли и кометы Шумейкера-Леви с Юпитером. В последнее время им были получены фундаментальные результаты касающиеся методов декомпозиции области, моделирования пристеночных турбулентных течений, многоцелевой (Парето) оптимизации и активному подавлению шума, которые получили широкое международное признание.

С.В. Утюжников был руководителем ряда российских и межународных проектов (гранты РФФИ, ISF, DAAD, Royal Society, EPSRC, INTAS, FP6); был со-председателем 5-ти международных конференций по прикладной математике в Лондоне в 2007-2011 годах; консультировал Daimler-Benz AG, ABB AG, ALSTOM AG, EDF Energy Ltd, Numeca-International Ltd и другие промышленные организации; выступал с приглашенными лекциями в таких известных научных центрах, как Los Alamos National Laboratory (USA), Royal Society (Kavli Centre), Isaac Newton Institute (Cambridge), Henri Poincare Institut (Paris), EDF/CNRS (Paris), ALSTOM Technology Centre (Zurich), ABB (Zurich), CARDC (China). Он состоит в редакционных коллегиях 5-и международных журналов: Int. J. Applied Mathematics and Physics; Pioneer J. Advances in Applied Mathematics; ISRN Applied Mathematics J; the Open Aerospace Engineering Journal; Int. J. CFD Letters, Int. J. Numerical and Analytical Methods in Engineering. . С.В. Утюжников является автором и со-автором 70-ти научных статей в ведущих российских и международных журналах.

С.В. Утюжников около 10 лет был руководителем научной группы по вычислительной аэродинамике на кафедре вычислительной математики МФТИ; он также был руководителем 6-ти проектов по грантам РФФИ, 2-х промышленных контрактов с Daimler-Benz (1994-1996), и 3-х проектов по грантам ИНТАС. Работая в Великобритании, он был ведущим исследователем в двух крупных проектах: "FLOMANIA" и "VIVACE", финансируемых 6-й Европейской рамочной программой (FP6). В настоящее время он успешно руководит проектом по активной фильтрации шумов в сейсмоакустике в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России». В течении 8 лет С.В. Утюжников работал заместителем декана факультета аэрофизики и космических исследований в МФТИ, на протяжении ряда лет он был членом Ученого Совета МФТИ, а также кандидатского и докторского специализированных ученых советов.

Publications for the last 10 years:

  1. Erfani, R., Erfani, T., Kontis, K., and Utyuzhnikov, S.V., “Optimization of multiple encapsulated electrode plasma actuators“, J. Aerospace Science and Technology, 2013 (to appear).
  2. Bountin, D., Chimitov, T., Maslov, A., Novikov A., Egorov, I., Fedorov, A., Utyuzhnikov S., Stabilization of a hypersonic boundary layer using a wavy surface, AIAA J., 2013 (to appear).
  3. Utyuzhnikov, S.V., “Numerical and laboratory prediction of smoke lofting in the atmosphere over large area fires", J. Applied Mathematical Modelling, 2013, 37, 3 (1): 876-887.
  4. Yakunchikov, A., Kovalev, V.L., and Utyuzhnikov, S.V., “Analysis of Gas-Surface Scattering Models Based on Computational Molecular Dynamics”, J. Chemical Physics Letters, 2012, 554: 215-230.
  5. Utyuzhnikov, S.V., “Interface boundary conditions in near-wall turbulence modeling”, Int. J. Computers & Fluids, 2012, 68: 186-191.
  6. Erfani, T., and Utyuzhnikov, S.V., “Control of robust design in multiobjective optimization under uncertainties”, J. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2012, 45 (2): 247-256.
  7. Lim, H., Utyuzhnikov, S. V., Lam, Y. W., Turan, A., "Multi-domain active sound control and noise shielding", J. of the Acoustic Society of America, 2011, 129 (2): 717-725.
  8. Erfani, T., and Utyuzhnikov, S.V., “Directed Search Domain: a method for even generation of Pareto frontier in Multiobjective Optimization”, J. Engineering Optimization, 2011, 43 (5): 467-484.
  9. Utyuzhnikov, S V., "Non-stationary problem of active sound control in bounded domains". J. of Computational and Applied Mathematics, 2010, 234 (6): 1725-1731.
  10. Utyuzhnikov, S.V., “Nonlinear Problem of Active Sound Control”, J. of Computational and Applied Mathematics, 2010, 234 (1): 215-223.
  11. Ryaben’kii, V.S., Tsynkov, S.V., and Utyuzhnikov, S.V., “Active control of sound with variable degree of cancellation”, J. Applied Mathematics Letters, 2009 (12), 22: 1846-1851.
  12. Utyuzhnikov, S.V., “Domain decomposition for near-wall turbulent flows”, Int. J. Computers & Fluids, 2009, 38 (9): 1710-1717.
  13. Lim, H., Utyuzhnikov, S. V., Lam, Y. W., Turan, A., Avis, M. R., Ryaben'kii, V. S., Tsynkov, S. V., “An experimental validation of the active noise control methodology based on difference potentials”, AIAA J., 2009, 47 (4): 874-884.
  14. Ryaben’kii, V.S., Tsynkov, S.V., and Utyuzhnikov, Difference problem of noise suppression and other problems of active control of single-frequency sound on a composite domain, Doklady - Mathematics, Transactions of the Russian Academy of Sciences, 2009, 79 (2): 240-242.
  15. Utyuzhnikov, S V, Fantini P, Guenov M., "A method for generating a well-distributed Pareto set in nonlinear multiobjective optimization", J. of Computational and Applied Mathematics, 2009, 223 (2): 820-841.
  16. Utyuzhnikov, S.V., “Active wave control and generalized surface potentials”, J. Advances in Applied Mathematics, 2009, 43 (2): 101-112.
  17. Utyuzhnikov, S.V., “Generalized Calderon-Ryaben’kii’s potentials”, IMA J. of Applied Mathematics, 2009, 74 (1): 128-148.
  18. Utyuzhnikov, S.V., Maginot, J., and Guenov, M.D., “Local Pareto approximation for multi-objective optimization”, J. of Engineering Optimization, 2008, 40 (9): 821-847.
  19. Utyuzhnikov, S.V., and Rudenko, D.V. “An adaptive moving mesh method with application to nоntstationary hypersonic flows in the atmosphere”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G, J. of Aerospace Engineering, 2008, 222 (5): 661-671.
  20. Utyuzhnikov, S.V., “Robin-type wall functions and their numerical implementation”, J. Applied Numerical Mathematics, 2008, 58 (10): 1521-1533.
  21. Ryaben’kii, V.S., Utyuzhnikov, S.V., and Turan, A.A., “On the application of difference potential theory to active noise control”, J. Advances in Applied Mathematics, 2008, 40 (2): 194-211.
  22. Ryaben'kii, V.S., and Utyuzhnikov, S.V., “Differential and finite-difference problems of active shielding”, J. Applied Numerical Mathematics, 2007, 57 (4): 374-382.
  23. Ryaben'kii, V.S., Tsynkov, S.V., and Utyuzhnikov, S.V., “Inverse source problem and active shielding for composite domains”, J. Applied Mathematics Letters, 2007, 20 (5): 511-515.
  24. Ryaben'kii, V.S., and Utyuzhnikov, S.V., “Active shielding model for hyperbolic equations”, IMA Journal of Applied Mathematics, 2006, 71 (6): 924-939.
  25. Ryaben’kii, V.S., Tsynkov, S.V., and Utyuzhnikov, S.V., “The problem of active shielding in composite domains”, Doklady - Mathematics, Transactions of the Russian Academy of Sciences, 2006, 74 (3): 812-814.
  26. Utyuzhnikov, S.V., “The method of boundary condition transfer in application to modeling near-wall turbulent flows”, Int. J. Computers & Fluids, 2006, 35 (10): 1193-1204.
  27. Ryaben’kii, V.S., and Utyuzhnikov, S.V., “The difference problem of active noise shielding”, Doklady - Mathematics, Transactions of the Russian Academy of Sciences, 2006, 73 (3): 357-359.
  28. Utyuzhnikov, S.V., “Generalized wall-functions and their application for simulation of turbulent flows”, Int. J. Numerical Methods in Fluids, 2005, 47 (10-11): 1323-1328.
  29. Utyuzhnikov, S.V., “Some new approaches to building and implementation of wall-functions for modeling of near-wall turbulent flows”, Int. J. Computers & Fluids, 2005, 34 (7): 771-784.
  30. Laurence, D.R., Uribe, J.C., and Utyuzhnikov, S.V., “A robust formulation of the v2-f model”, Int. J. Flow, Turbulence and Combustion, 2004, 73 (3): 169-185.
  31. Utyuzhnikov, S.V., Konyukhov, A.V., Vasil’evskii, S.A., Rudenko D.V., and Chazot O., “Simulation of sub- & supersonic flows in inductive plasmatrons”, AIAA J., 2004, 42 (9): 1871-1877.
  32. Utyuzhnikov, S.V., "Numerical modelling combustion of fuel-droplet-vapour releases in atmosphere", Int. J. Flow, Turbulence and Combustion, 2002, 68 (2): 137-152.







http://flowmodellium.ru/en/

Стена

© 2020 ООО «АНКС»