Экспертная комиссия отобрала победителей стипендиального конкурса среди аспирантов физико-математических факультетов ТГУ. В декабре четверо молодых ученых механико-математического, физического и физико-технического факультетов получат дипломы стипендиатов. Размер стипендий, учрежденных для аспирантов ТГУ, составил от 25 тысяч до 50 тысяч рублей.
В Эндаумент-фонде добавляют, что управление подготовки и научной аттестации кадров высшей квалификации ТГУ совместно с экспертной комиссией дважды в год определяет, кому из аспирантов будут предоставлены стипендии фонда. В 2022 году по решению Попечительского совета фонда ТГУ на выплату стипендий для талантливых и выдающихся аспирантов физмат-специальностей было направлено 250 тысяч рублей.
– Всегда доказывал важность стипендиальной поддержки студентов и молодых ученых физико-математических направлений за счет средств эндаумента. Верю, что стипендиальные программы, сформированные за счет пожертвований успешных выпускников, образуют своеобразную связь времен и университетских поколений: сегодняшние студенты и аспиранты получают благотворительную стипендию, становятся успешными – и жертвуют, в свою очередь, средства на стипендии следующим поколениям, – отмечает член Попечительского совета Эндаумент-фонда ТГУ, депутат Государственной думы РФ Владимир Самокиш.
Двое стипендиатов – Дмитрий Лещинский (ММФ) и Дарья Лоенко (ММФ) – получат стипендиальную поддержку для публикации научных статей в высокорейтинговых журналах. Ринат Насибуллин (ФФ) досрочно представил к защите кандидатскую диссертацию на тему «Фотофизические и магнитные свойства циклических молекул». Стипендия Никиты Пичугина (ФТФ) будет направлена на апробацию результатов диссертационного исследования: аспирант выступит с докладом на международном симпозиуме «Порошковая металлургия: инженерия поверхности, новые порошковые композиционные материалы, сварка».
Диссертационное исследование Дмитрия Лещинского «Математическое моделирование распространения выбросов автотранспорта на компьютерах с параллельной архитектурой» посвящено «городским каньонам». Рельеф современного города формируют конструкции и поверхности из бетона и асфальта. Эти материалы обладают низкой теплоемкостью, что вызывает значительные суточные изменения поверхностной температуры. Поэтому важно изучить влияние геометрии и температурной неоднородности на динамику циркуляции воздуха в уличных «каньонах», которые являются основным элементом архитектуры современных городов, описывает Дмитрий проблематику исследования.
Эту задачу решают авторы со всего мира. Большинство исследований финансируется либо государственными, либо частными или коммерческими грантами, что доказывает востребованность тематики.
– Мое исследование направлено на разработку и верификацию микромасштабной математической модели и численного метода анализа турбулентного течения и переноса пассивных газовых примесей в уличных «каньонах». На данном этапе модель построена и верифицирована. Также проведены вычислительные эксперименты по влиянию на турбулентное течение и концентрацию примеси таких характеристик, как геометрия уличных «каньонов», расположение источника примеси, а также влияние сил плавучести. По полученным результатам опубликован ряд научных статей, часть из которых представлена в журналах, индексируемых Scopus, Web of Science или ВАК, – уточняет Дмитрий Лещинский.
Дмитрий заканчивает аспирантуру ММФ по направлению «Информатика и вычислительная техника» и преподаватель кафедры вычислительной математики и компьютерного моделирования ММФ ТГУ. Основное место работы – лаборатория прогнозирования состояния атмосферы Института оптики атмосферы им. Зуева СО РАН. Кроме того, он сотрудник Регионального научно-образовательного математического центра ТГУ и лаборатории вычислительной геофизики ТГУ.
Еще один стипендиат Эндаумент-фонда – Дарья Лоенко – учится на третьем курсе аспирантуры по направлению «Механика жидкости, газа и плазмы» и работает в лаборатории моделирования процессов конвективного тепломассопереноса ММФ. Диссертация Дарьи посвящена численному моделированию процессов естественной конвекции псевдопластичной наножидкости в замкнутых квадратных полостях с локальными источникам тепловыделения. Аспирантка изучает способы моделирования и оптимизации систем пассивного охлаждения нагретых элементов в электронных приборах.
– В современном мире ни один человек не обходится без электронного гаджета – от «умных» часов до стационарных компьютеров. Но постоянная интенсификация производительности электронных устройств и уменьшение их размеров приводят к росту количества тепла, вырабатываемого такими устройствами. Процесс естественной конвекции псевдопластичной наножидкости, который я исследую, снижает надежность и стабильность эксплуатации электронных гаджетов. В связи с этим многие ученые ищут способы более эффективного охлаждения нагретых элементов в устройствах, – рассказывает Дарья Лоенко.
К системам пассивного охлаждения относится естественно-конвективное охлаждение, зачастую в таких процессах используют воздух, воду или этиленгликоль. Но для более эффективного охлаждения требуются вещества с повышенными теплопроводными свойствами – и тогда в базовые жидкости добавляют наночастицы: частицы металлов или их оксидов размером не более 100 нанометров. Таким образом, существенно увеличивается теплопроводность рабочей среды.
– В своих задачах в качестве базовой среды мы выбираем жидкости с псевдопластичными свойствами. Говоря математическим языком, это жидкости, вязкость которых уменьшается с увеличением скорости деформации. Говоря простым языком, чем больше воздействие на такую жидкость, тем более жидкой она будет. Например, кетчуп. Пока он заполняет бутылку, он близок к твердому веществу. Но как только мы начинаем сжимать бутылку или трясти ее, кетчуп начинает течь, как вода. Использование подобных веществ в задачах охлаждения является очень популярным и эффективным, потому что подобные свойства помогают интенсифицировать конвективное течение жидкости в полости, – объясняет Дарья.
Применяя все перечисленные подходы, аспирантка ММФ ищет способы усилить охлаждение нагретых элементов и найти оптимальный набор параметров.
Тема диссертации, которая принесла победу в стипендиальном конкурсе Эндаумент-фонда ТГУ аспиранту ФФ Ринату Насибуллину, связана с органической электроникой. Эта отрасль является одной из приоритетных в мировой науке, и темпы ее развития напрямую зависят от свойств молекул, используемых для создания устройств. Огромную помощь в поиске таких перспективных молекул оказывают теоретические методы, разработкой которых заняты научные коллективы по всему миру.
– Основное направление моей работы на кафедре оптики и спектроскопии связано с созданием алгоритмов и установлением закономерностей, которые могут быть полезны для теоретического исследования оптических, ароматических и магнитных свойств молекул, – рассказывает Ринат Насибуллин. – Эти свойства определяются электронной структурой, которая в настоящее время может с высокой точностью вычисляться методами квантовой химии.
Так, в диссертации молодого ученого приведено два разработанных алгоритма для расчета вероятности процесса внутренней конверсии. Один из разработанных алгоритмов позволяет предсказывать люминесцентные свойства молекул на основе только квантовохимических расчетов – без подгоночных и экспериментальных параметров. Основа для этого алгоритма была создана раннее на кафедре оптики и спектроскопии научным руководителем Рината, старшим научным сотрудником лаборатории квантовой механики молекул и радиационных процессов ТГУ Рашидом Валиевым и заведующим кафедрой оптики и спектроскопии ФФ Виктором Черепановым. Другой представленный в диссертации алгоритм – более быстрый, он позволяет вычислять скорость безызлучательной конверсии для молекул, содержащих порядка 200 атомов, и основан на работах заведующего лабораторией фотофизики и фотохимии молекул ФФ ТГУ Виктора Артюхова и профессора кафедры оптики и спектроскопии, президента ТГУ, председателя правления Эндаумент-фонда ТГУ Георгия Майера.
Аспирант ФТФ Никита Пичугин занимается получением пористых интерметаллидных сплавов на основе Ni-Al (алюминида никеля) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и их применением в устройствах генерации инфракрасного потока. Тема его диссертации – «Повышение стойкости пористых СВС-интерметаллидов на основе Ni3Al к высокотемпературному окислению».
Для нагрева поверхностей, сушки материалов и отопления промышленных помещений успешно применяются инфракрасные горелки. Основным их элементом является пористое газопроницаемое тело – «излучатель». Для долговременной работы излучателя необходимы передовые интерметаллидные сплавы, обладающие и высокой окислительной стойкостью, и высокотемпературной пластичностью. Таким сплавом является алюминид никеля, рассказывает Никита Пичугин.
Получение пористых цилиндрических изделий с крупными газопроницаемыми каналами из таких сплавов является нетривиальной задачей. В исследовании молодого ученого цилиндрические излучатели из Ni-Al-сплава получены методом самораспростаняющегося высокотемпературного синтеза (СВС), который позволяет энергоэффективно спекать изделия с крупнопористой структурой.
– Проблема в том, при температурах +600–800°С сплавы на основе Ni-Al могут стать хрупкими. Здесь имеет место диффузия кислорода по границам зерен, что приводит к их окислению и уменьшению сил межзеренной когезии вплоть до разрушения материала. Подобный вид разрушения можно исключить за счет добавки хрома и нанесением различных покрытий из редкоземельных элементов. Поэтому основная задача – повысить высокотемпературную окислительную стойкость крупнопористых Ni-Al сплавов, полученных методом СВС, – поясняет Никита Пичугин.
Для апробации результатов своего диссертационного исследования аспирант ФФ в 2023 году посетит симпозиум «Порошковая металлургия: инженерия поверхности, новые композиционные материалы, сварка» в Минске, на базе Института порошковой металлургии им. О.В. Романа.
В Эндаумент-фонде ТГУ отмечают, что в текущем году увеличилось количество номинаций, по которым выплачиваются стипендии для аспирантов: в связи с досрочной защитой кандидатской диссертации; в связи с представлением кандидатской диссертации в диссертационный совет к рассмотрению; для апробации результатов диссертационного исследования (участие с докладом в профильной научной конференции международного или всероссийского уровня); для публикации статьи по теме диссертации в научном издании из перечня изданий, рекомендованного ВАК.
Для участия в отборе кандидат на получение стипендии должен быть аспирантом очной формы обучения факультета (института) физико-математического профиля ТГУ и завершать научные исследования по теме диссертации на соискание ученой кандидата физико-математических или технических наук или готовить ее к представлению в диссертационный совет ТГУ (либо досрочно защитить кандидатскую диссертацию).