Фундаментальные научные исследования

Разработан новый метод канальной адаптации, базирующийся на многокритериальных оценках состояния канала с использованием математического аппарата нечетких множеств. Разработаны соответствующие алгоритмы канальной адаптации с использованием оригинального модернизированного алгоритма нечеткого вывода на основе энергетических оценок состояния канала и многокритериальных оценок (энергетические, вероятностные, статистические).

Создана новая фундаментальная научная концепция целенаправленного синтеза оксидов металлов и нанокомпозитов «оксиды металлов/многослойные углеродные нанотрубки» с регулируемой структурой и заданными свойствами, которые могут быть использованы в качестве фотокатализаторов и электрокатализаторов, энергопреобразующих устройств. Предложены концептуальные основы альтернативных методов (высокотемпературный электрохимический синтез и металлотермическое восстановление) прямого синтеза наноструктурированных силицидов металлов VI-B группы.

С учетом особенностей процесса зубофрезерования разработана общая теория обеспечение информационных технологий проектирования червячных фрез, которая является основой для создания нового уровня САПР этого инструмента.

Основной результат работы состоит в разработке новых физических уравнений теории циклической упруго-вязко-пластичности при сложном технологическом и эксплуатационном термосиловом нагружении; методов теоретико-экспериментального расчета ресурса эксплуатации изделий новой техники и определения остаточного ресурса ответственных высоконагруженных элементов конструкций разного назначения машиностроительного комплекса на стадии их эксплуатации.

Обнаружены новые механизмы интенсификации процесса сорбции ионов тяжелых металлов модифицированным магнитоуправляемым биосорбентом на основе дрожжей S.cerevisiae для очистки сточных вод. Впервые разработана установка на основе магнитодинамического перемешивания (МГДП) биосорбента с магнитной жидкостью в схрещенных электрическом и магнитном полях, что позволило получить магнитоуправляемый биосорбент со стабильными магнитными свойствами и сорбционной емкостью не меньшей, чем у нативных дрожжей.

Создана современная концепция построения диагностического медицинского оборудования на основе фокусирующих дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Разработны новые методы для определения границ и профиля ДОЭ при произвольно заданных интенсивности, амплитуде и фазе оптического поля. Разработана новая методика определения фазовых и энергетических преобразований в ДОЭ в различных порядках дифракции. Предложен метод проектирования мультифокального ахроматического интраокулярного ДОЭ бифокального типа.

В рекуперативных трубчатых теплообменных аппаратах типа "газ-газ", "газ-жидкость" в основном используются поверхности нагрева из круглых труб. Однако, круглые трубы, как элемент теплообменной поверхности, с точки зрения улучшения их теплоаэродинамических характеристик на сегодняшний день себя исчерпали.

Разработаны обобщенные математические модели класса транспортных объектов с кинематической парой качения, которые приводятся в движение векторно-управляемыми двигателями переменного тока. Разработана новая концепция управления координатами электромеханических объектов с кинематической парой качения, которая базируется на основе декомпозиционного подхода и может быть общетеоретической основой для разработки методов синтеза, обеспечивающих решение основных задач управления тяговым моментом и вектором потокосцепления, а также координатами транспортного объекта.

Выполнены исследования параметров диспергации воды ударом о твердую сухую и смоченную поверхность. Отмечено лучшее распыление воды при повышенной шероховатости поверхности. Это может быть связано с затруднением выхода воздуха из – под плоской (перед ударом) капли в момент удара. Исследована доля диспергированной жидкости при ударе о деревянную рейку каплевидной расширяющейся струи ( до 40% от расхода воды в струе). Определены радиусы разлетания капель в зависимости от высоты падения та расхода воды из сопла.

Впервые развито научные основы принципиально нового способа формирования биосовместимых (со сплавами титана) покрытий с углеродными нанотрубками (УНТ) на поликристаллических слоях окиси кремния с никелевыми и железными каталитическими центрами, полученные методом CVD для имплантатов, протезов опорно-двигательного аппарата человека и медицинских инструментов. Впервые была предложена модель физико-химических процессов формирования композиционных покрытий при лазерном облучении подложек с УНТ с предварительно нанесенным слоем порошка гидроксиапатита.