Представлен метод спектральной термографии для контроля пространственного распределения температуры в ванне расплава при аддитивном формообразовании металлических изделий и экспериментальная установка для реализации данного метода. В основе метода лежит мультиспектральная съемка в четырех узкоспектральных каналах при помощи одиночного матричного приемника излучения. В ходе работы проведена экспериментальная апробация метода на установке электронно-лучевого аддитивного формообразования. Полученные в эксперименте данные подвержены характерным искажениям, связанным с частичным осаждением материала на защитном стекле мультиспектральной камеры. Предложенный алгоритм предварительной обработки скомпенсировал указанные искажения. Результаты экспериментов по электронно-лучевому аддитивному формообразованию указывают на возможность регистрации относительных изменений температуры в процессе аддитивного формообразования. При выбранной частоте регистрации кадров на пространственных распределениях температуры видны периодические изменения, сопряженные с особенностями выбранных режимов наплавки. Общий характер пространственного распределения температуры в ванне расплава в значительной мере совпадает с теоретическими данными, описанными в ранее опубликованных работах. Полученные результаты позволяют судить о возможности дальнейшего применения предложенного подхода для контроля температурных режимов при аддитивном формообразовании.

Рассмотрена проблема электромагнитной экологии, ее актуальность для электротранспортных средств. Проведено исследование эффективности электромагнитного экранирования новыми материалами – многослойными структурами градиентного и симметричного типа. Определены уровни электромагнитных полей, генерируемых экспериментальным электродвигателем в различных режимах эксплуатации. Выполнена оценка эффективности электромагнитного экранирования однослойными сплавами (Ni₈₀Fe₂₀, АМАГ172) и сформированных на их основе многослойных структур АМАГ172/Al/Ni₈₀^Fe₈₀ ^{и Ni}₈₀^Fe₂₀^/Al/Ni₈₀^Fe₂₀. Показано, что электромагнитные экраны на основе данных материалов значительно снижают уровни воздействия низкочастотных электромагнитных полей на человека, что позволяет приблизиться к рекомендованным медиками гигиеническим нормативам, обеспечить требования электромагнитной совместимости для нормального функционирования различных электронных блоков и компонентов электромобилей. 

Представлена модель влияния толщины бандажа валка-кристаллизатора на профиль валка при двухвалковом методе быстрой закалки расплава. Установлено, что путем изменения толщины стенок бандажа валков можно корректировать профиль получаемой полосы. Кроме того, увеличение длины распределительного сопла при неизменных условиях способствует равномерному расширению центральной части валка, что связано с формированием однородного термоупругого напряженного состояния в бандаже. Экспериментальные исследования показали, что увеличение длины сопла и уменьшение толщины стенки бандажа снижают неравномерность температурного расширения и уменьшают деформации профиля валка. Эти параметры напрямую влияют на характеристики затвердевшего поверхностного слоя и, как следствие, на качество получаемой полосы после прокатки. Получение тонкой непрерывнолитой полосы позволяет полностью исключить из технологической цепочки ряд операций, оставив лишь станы холодной прокатки и отделочное оборудование. Это дает возможность снизить капитальные затраты и потребление энергоносителей, а также повысить экологическую чистоту производства. Данная технология хорошо согласуется с концепцией «микрозаводов» для производства стальной полосы небольшими партиями и определенного сортамента в соответствии с индивидуальными требованиями заказчиков. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании оборудования для двухвалковой быстрой закалки расплава, в частности при конструировании валкового кристаллизатора.

Проведен комплексный анализ моделей структуры пен низкой кратности, используемых в системах пожаротушения. В качестве наиболее адекватной модели, приближенной к реальным пенам, была выбрана ячеистая модель, занимающая промежуточное положение между сферической и полиэдрической структурами. Основной целью исследования было установление зависимости среднего диаметра пузырьков пены от положения в слое пены по высоте, что является критически важным для понимания механизмов разрушения пены и прогнозирования ее эксплуатационных характеристик. Для сравнения полиэдрических пен, получаемых различными способами, введена новая классификация пен по дисперсному составу с использованием понятий минимального и максимального диаметра пузырьков. Разработана полуэмпирическая модель пен низкой кратности, включающая расчет объемной скорости истечения жидкости по каналам Плато–Гиббса (капиллярам) при установившемся режиме течения и такие характеристики пен, как кратность и устойчивость. Для верификации теоретической зависимости были проведены экспериментальные исследования с использованием пенообразователя «Синтек-6НС», в ходе которых зафиксировано отчетливое разделение пенного столба на зоны с различной дисперсностью и формой пузырьков. Полу чен ная экспериментальная зависимость для среднего диаметра пузырьков пены хорошо согласуется с предложенным авторами уравнением.

Изложен метод расчета процесса сушки тонких плоских материалов на основе уравнения кинетики сушки, устанавливающий связь между величинами, определяющими теплообмен по коэффициенту теплоотдачи и влагообмен по относительной скорости сушки. На основе уравнения кинетики сушки по данным влагообмена полностью описывается процесс теплообмена. Рассмотрен экспериментальный метод расчета температуры материа ла в период падающей скорости сушки для пористой керамики, листового асбеста и шерстяного войлока. Дана зависимость относительной скорости сушки от относительного влагосодержания и экспериментальный метод расчета коэффициента теплоотдачи для периода падающей скорости сушки. Предложен способ определения скорости сушки в периоды постоянной скорости и относительной скорости сушки. Представлены уравнения для расчета интенсивности сушки и плотности тепловых потоков. Дано сопоставление расчетных значений параметров сушки по полученным формулам с экспериментальными для сушки керамики, асбеста и войлока. Методы обработки опытных данных и полученные формулы имеют практическое значение для расчета кинетики сушки различных влажных материалов.

Для повышения интенсивности охлаждения мощных электронных компонент в системах теплоотвода активно применяются теплообменные конструкции с микроструктурами, кроме того, они перспективны в электромеханических датчиках, микрофлюидных чипах для лаборатории на кристалле (LOC). Исследование направлено на решение ключевых проблем изготовления микроструктур, связанных с сохранением характерных их размеров при высоком аспектном соотношении. Представлен комбинированный метод получения прецизионных металлических микроструктур, сочетающий ультрафиолетовую пленочную сухую фотолитографию с электрохимическим осаждением из медных и никелевых сульфатных электролитов. Проведен сравнительный анализ скорости осаждения частиц металла, особенностей краевого эффекта при изготовление никелевых и медных микроструктур, приводящих к слиянию элементов в плотные дендритные образования. Отмечено влияние формы токопроводящей рамки на качество, геометрию и равномерность роста слоев на подложке при горизонтальном осаждении в установке для электрохимической металлизации. Получены микроструктуры типа «квадрат» со следующими параметрами: высота 100 ± 5 мкм, характерный размер 180 ± 5 мкм и межэлементный шаг 90 ± 5 мкм при сохранении вертикальных боковых стенок, хорошей адгезии к подложке, минимизации дефектов при осаждении металлов и четкой воспроизводимости геометрии микроструктур. Разработанная технология обеспечивает формирование механически устойчивых микроструктур, способных выдерживать экстремальные гидродинамические нагрузки.

Проведена оценка возможности использования кремниевых фотоумножителей (SiФЭУ) в визуализаторе для определения мощности лазера инфракрасного излучения. Объектами исследований были выбраны кремниевые фотоумножители со структурой p⁺–p–n⁺ модели ON Semi FC 30035 производства США. Такой прибор имеет площадь фоточувствительной поверхности, достаточную для согласования ее с площадью поверхности визуализатора, на которой находится люминофор. Для проведения исследований в ГПНО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника» были созданы пленки с люминофором. В результате определена равномерность чувствительности кремниевого фотоумножителя по всей фоточувствительной поверхности фотоприемника. Показано, что использование люминофоров совместно с SiФЭУ позволяет расширить область спектральной чувствительности кремниевого фотоприемника на длины волн 1490 и 1550 нм инфракрасного излучения. Установлено, что обеспечить максимум отношения сигнал/шум удается при напряжениях питания SiФЭУ, соответствующих его напряжению пробоя, для визуализатора при подаче на него инфракрасного излучения с длинами волн 980, 1490 и 1550 нм. Показана возможность использования кремниевых фотоумножителей в визуализаторе для определения мощности инфракрасного излучения.

Представлены результаты применения итеративного подхода к оптимизации многокритериальных моделей распределения дозы ионизирующего излучения для стереотаксической лучевой терапии позвоночника. В исследовании использовались две модели: базовая многокритериальная модель (SRT_Vert_BM, от англ. Baseline Multicriteria Model) и усовершенствованная многокритериальная модель (SRT_Vert_IM, от англ. Iterative Multicriteria Model). Первая построена на основе клинической выборки дозиметрических планов, вторая создана итеративным методом, при котором обучающая выборка формировалась из планов, сгенерированных исходной моделью. Валидация показала, что SRT_Vert_IM обеспечивает статистически значимое улучшение прогностических характеристик (повышение коэффициента детерминации R², снижение среднеквадратичной ошибки MSE) и дозиметрических параметров для билатеральных паренхиматозных органов риска (p < 0,05) при сохранении клинически приемлемого покрытия целевого объема облучения. Итеративное обучение позволило повысить воспроизводимость и достоверность качества дозиметрических планов, что подтверждает перспективность данного подхода для совершенствования процесса планирования стереотаксической лучевой терапии.