Міждисциплінарність у гідромеханіці: здобутки й перспективи

GrinchenkoПро історію та здобутки науковців Інституту гідромеханіки НАН України директор установи - академік Віктор Тимофійович Грінченко - розповів науково-популярній програмі «Всесвіт» радіостанції «Голос Києва».

Одним із найстаріших закладів НАН України є Інститут гідромеханіки. Його було створено 1926 року для вирішення дуже важливих на той час проблем, пов’язаних із використанням водних ресурсів України. У 1930-х роках фахівці установи досліджували можливості постачання води до індустріальних районів Донбасу.

Одним із напрямів роботи науковців було також вивчення процесів, що відбуваються у річці Дніпро. Крім того, все, що стосувалося гідромеханіки останнього з київських мостів через Дніпро (мосту на Дарницю), було змодельовано в лабораторіях вказаної установи. Про багату історію закладу та його сучасні розробки директор Інституту гідромеханіки НАН України академік Віктор Тимофійович Грінченко розповів науково-популярній програмі «Всесвіт» радіостанції «Голос Києва».

Спершу Інститут гідромеханіки НАН України мав назву «Інститут гідротехніки». Однак у 1964 році відбулася переорієнтація установи на вирішення проблем військово-промислового комплексу, і її було перейменовано. Відтоді інститут працював за багатьма напрямами сучасної гідромеханіки – зокрема, в галузі гідробіоніки, тобто вивчення закономірностей швидкісного руху морських тварин. DolphinРезультати таких досліджень використовувалися при створенні спеціальних апаратів для дослідження різних водойм (в тому числі морів) і, загалом, апаратів, які могли б рухатися з високими швидкостями. Тоді ж українськими науковцями було здійснено відкриття, що стосувалося особливостей зв’язку між ефективним швидкісним рухом дельфіна та надзвичайно тонкою, специфічною структурою його шкіри, з одного боку, і постійними генераціями так званих «ефектів гідроприладів обтікання» – з іншого. Справа в тому, що шкіра дельфіна підлаштовується під розподіл тиску поверхнею тіла тварини. Крім того, цей морський ссавець постійно змінює своє положення у воді, аби уникнути формування таких стаціонарних вихрових структур, для подолання яких знадобилася б велика кількість енергії.

За словами академіка В.Т. Грінченка, на основі відкриття, що стосувалося динаміки поведінки дельфіна у водному середовищі, було сконструйовано спеціальні рушії для підводних апаратів, які забезпечували надзвичайно низький рівень шумовипромінювання. Зменшення звуку, що випромінюється підводним апаратом, було дуже важливою компонентою – передусім для підводних човнів та інших апаратів, що використовувалися у військово-морському флоті. Пошук шляхів забезпечення якомога ефективнішого (без втрат енергії) швидкісного руху тіл під водою, отримав несподіване продовження у дослідженнях, пов’язаних із використанням ефекту руху в кавітаційних умовах. Як зауважив академік В.Т. Грінченко, українські науковці отримували в лабораторних умовах швидкість руху твердого тіла, що перевищувала швидкість світла (яка у воді становить, як відомо, 1500м/с). Результатом зазначених досліджень стали численні розробки – зокрема, відома система підводної зброї – ракета-торпеда «Шквал», що рухається зі швидкістю 50-200 м/с. За такої швидкості зброї об’єкт, на який вона спрямована, не має можливості вибудувати систему захисту.

Після розпаду СРСР Інститут гідромеханіки НАН України змінив напрям роботи, переорієнтувавшись із обслуговування оборонних потреб на здійснення досліджень у галузі медичної акустики. Це стало можливим завдяки фундаментальній науковій підготовці фахівців установи – зокрема, з проблем генерації та поширення звуку. На думку академіка В.Т. Грінченка, загальна глобальна тенденція розвитку науки нині є саме такою, що найцікавішими стають дослідження, які пов’язані з роботою на стику, на межі двох і більше галузей науки (наприклад, біомеханіка, біоінженерія).

Науковці Інституту гідромеханіки НАН України вирішили вивчити дані про звуки, які генерує людина (зокрема, звуки дихання та роботи серця), і на цій основі створити прилади, які допомогли б лікарю ефективніше здійснювати діагностику захворювань, а також спостерігати за динамікою лікувального процесу. Результатом досліджень стало створення багатоканальної комп’ютерної системи для реєстрації та обробки звуків дихання, яка вже працює в кількох клініках (серед яких – 6-а дитяча клініка в Києві). Перевагами даної розробки є можливість візуалізації звуку та обчислення 24-х параметрів різниці між нормальним диханням і диханням із патологією (докладніше про це: http://www.nas.gov.ua/UA/news/Pages/contents.aspx?ffn1=ID&fft1=Eq&ffv1=2192).

Нещодавно вчені Інституту гідромеханіки НАН України та шведські медики розпочали роботу над спільним проектом, що передбачає поєднання стетофонендоскопа зі смартфоном. Суть задуму полягає в тому, щоб уможливити процес дистанційної реєстрації звуків дихання й роботи серця пацієнта за допомогою смартфона та подальшої обробки лікарем записаних звуків, отриманих за допомогою мережі Інтернет. Для шведів ця проблема є гостро актуальною, оскільки густота населення в їхній країні є досить невисокою, населені пункти розкидані всією територією й багато людей не мають можливості прямого доступу до лікаря.

У сучасній світовій медичній літературі дедалі частіше використовується термін «турбулентність серцевого ритму», що, як вважає академік В.Т. Грінченко, є ще одним свідченням зростання важливості досліджень на межі різних галузей наукового знання. Турбулентність є типово гідродинамічним явищем, яке зазвичай тлумачать як збурення потоку рідини, в якому все змішується. Проте цим поняттям можна описувати поведінку дуже багатьох систем – і в економіці, і в медицині, і в деяких розділах фізики (зокрема, поведінку строго не врівноважених термодинамічних систем). Крім того, як виявилося, вивчення турбулентності серцевого ритму дає змогу з високим ступенем надійності прогнозувати у пацієнтів небезпеку повторного інфаркту.

Насамкінець учений висловив сподівання на подальше зростання активності та інтенсивності здійснення наукових досліджень, впровадження результатів яких є необхідним для реформування та модернізації України.

Матеріали опублікували: Прес-служба НАН України

Регіони

Vinnytsya Lutsk Dniepropetrivsk Donetsk Zhytomyr Uzhgorod Zaporizhzhya Ivanofrankivsk Kyivska Kyrovograd Crimea Lugansk Lviv Mykolaiv Odessa Poltava Rivne Sumy Ternopil Kharkiv Kherson Khmelnytsky Cherkasy Chernigiv Chernivtsi
Київ

Публікації

April 2024
Mo Tu We Th Fr Sa Su
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 1 2 3 4 5

 

Випадкова стаття

  • 1
  • 2
  • 3

Всеукраїнський науково-практичний семіна…

12-10-2015 Олена - avatar Олена

Всеукраїнський науково-практичний семінар «Біопрепарати. Наука і практика»

28 жовтня 2015 року Інститут агроекології і природокористування НААН проведе Всеукраїнський науково-практичний семінар «Біопрепарати. Наука і практика». Відкриє семінар директор Інституту агроекології і природокористування НААН, академік НААН Орест Фурдичко. Програма семінару:

Україна має всі передумови для динамічно…

28-01-2016 Олена - avatar Олена

Україна має всі передумови для динамічного розвитку сектору біоенергетики

Голова Держенергоефективності Сергій Савчук на загальних зборах Біоенергетичної асоціації України, які відбулися 28 січня 2016 року, розповів, що Україна має всі передумови для динамічного розвитку сектору біоенергетики. Він наголосив, що завдяки...

В 2012 году количество выбросов CO2 дост…

04-12-2012 Светлана - avatar Светлана

Выбросы углекислого газа в атмосферу за 2012 год достигнут своей рекордной отметки – объем их составит 35,6 млрд. тонн, превысив на 2,2 млрд. тонн рекорд 2010 года по причине увеличения...