История сотрудничества РФЯЦ-ВНИИЭФ и ННГУ

 История сотрудничества РФЯЦ-ВНИИЭФ и ННГУ

К 100-летию основания Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского (ННГУ)

 Егоршин Сергей Павлович, старший научный сотрудник ИТМФ;

Рябов Александр Алексеевич, начальник отдела 0507, доктор физ.-мат. наук.

31 января 2016 года исполнилось 100 лет со дня основания Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского (ННГУ).

Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского. Корпус № 2

Университет был открыт как один из трёх Народных университетов России, входящих в систему «вольных» университетов и стал первым высшим учебным заведением Нижнего Новгорода.

Бюст Н.И. Лобачевского работы А.В. Кикина во 2-ом корпусе ННГУ

В советское время, в период с 1932 по 1990 годы (с момента переименования города Нижнего Новгорода в город Горький и до обратного переименования города Горького в город Нижний Новгород) университет именовался Горьковским Государственным Университетом (ГГУ).

В настоящее время ННГУ — один из крупнейших национальных исследовательских университетов России. Он входит в число 15 российских университетов, участников программы Правительства Российской Федерации по повышению международной конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров!

Сегодня университет объединяет 6 научно-исследовательских институтов, два десятка учебных институтов и факультетов, в составе которых работает 136 кафедр, где обучается около 30 000 студентов, свыше 1000 аспирантов и докторантов, работает около 400 докторов наук и около 1100 кандидатов наук.

Почти 50 лет назад по инициативе двух уроженцев Нижегородской земли А.Г. Угодчикова и Е.А. Негина началось многолетнее научное сотрудничество между РФЯЦ-ВНИИЭФ и ННГУ.

Уроженец города Ветлуги профессор Андрей Григорьевич Угодчиков – ректор (1969-1988 гг.) Горьковского государственного университета (ГГУ), доктор технических наук, Заслуженный деятель науки и техники, один из ведущих механиков Советского Союза и России, специалист в области прочности аппаратов и машин, почётный профессор ННГУ им. Н.И. Лобачевского, почётный член Международной академии наук Высшей школы, член Национального Комитета РАН по теоретической и прикладной механике.

Угодчиков Андрей Григорьевич (1920-2007 гг.)

Уроженец города Бор, профессор Евгений Аркадьевич Негин — директор и главный конструктор ВНИИЭФ (в период 1978-1987 гг.), доктор технических наук, академик АН СССР, генерал-лейтенант авиации, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии, двух Сталинских премий и Государственной премии. Один из создателей атомного и термоядерного оружия нашей страны, руководивший разработкой ядерных зарядов и их размещением в носителях.

Негин Евгений Аркадьевич (1921-1998 гг.)

А.Г. Угодчиков и Е.А. Негин были знакомы со школьных лет. В 1938 году они окончили с “золотыми аттестатами” лучшую той поры горьковскую среднюю школу № 8 им. Ленина. Безусловно, знакомство со школьной поры способствовало зарождению и развитию научного сотрудничества, укрепившему их дружбу на многие годы.

В 1967 году руководитель кафедры теории упругости и пластичности и одноименной лаборатории научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) ГГУ А.Г. Угодчиков и главный конструктор ВНИИЭФ Е.А. Негин объединили усилия специалистов двух организаций по созданию нового научного направления — разработки численных методик решения нелинейных задач термовязкопластичности. Эти методики, практически отсутствовавшие в то время, были весьма необходимы для проектирования изделий новой техники.

В течение 1968 года научно-техническим руководством ВНИИЭФ (Е.А. Негиным, Д.А. Фишманом, Г.А. Сосниным) было выработано общее видение перспектив научного сотрудничества в решении проблем прочности на основе новых научных теорий и численных методов и их реализации в интересах ВНИИЭФ. Были определены основные направления актуальных НИР для включения в план работ кафедры и лаборатории НИФТИ ГГУ, согласованы общие вопросы финансирования и координации совместных работ, обеспечения экспериментальным оборудованием и ЭВМ. Со стороны ГГУ к совместным работам подключились Ю.Г. Коротких, В.Г. Баженов, С.А. Капустин, Е.И. Санков и другие молодые талантливые ученые – ученики А.Г. Угодчикова.

Со стороны ВНИИЭФ к совместным работам академиком Е.А. Негиным был привлечен вновь созданный в 1969 году расчетно-методический отдел 0507. Отдел был создан на основе специалистов разделившегося отдела прочности № 65 конструкторского сектора 05, которым в 1956-1960 гг. руководил выдающийся ученый-механик, член-корреспондент АН СССР, доктор физико-математических наук Л.А. Галин.

Новый отдел 0507 возглавил кандидат физико-математических наук А.А. Учаев. В момент создания отдел насчитывал в своем составе 15 специалистов.

Параллельно с развитием методик и программ, ГГУ начал готовить и выпускать специалистов по численным методам решения задач прочности. В конце 60-х – начале 70-х годов первые, специально подготовленные выпускники ГГУ, поэтапно прибыли для работы во ВНИИЭФ.

Бурное развитие вычислительной техники и численных методов расчетов прочностных конструкций требовало радикальной перестройки всего рабочего процесса. А.А. Учаев стал уделять большое внимание разработке численных методик и программ расчета прочности конструкций на ЭВМ. В числе первых специалистов по численному решению задач прочности в отделе 0507 стали В.В. Егунов, В.П. Суровов, В.Д. Спирин.

Уже в 1971 году на основе теоретических исследований по термовязкопластичности коллективы ГГУ и ВНИИЭФ начали получать пионерские численные результаты. В этот период к совместной работе ГГУ и ВНИИЭФ по той же схеме подключилось еще одно значимое предприятие Минсредмаша – ОКБМ им. Африкантова (г. Горький).

По мере роста количества задач и числа сотрудников в составе отдела 0507 ВНИИЭФ начали образовываться отдельные структурные подразделения – лаборатории и секторы. Так, в июне 1973 года образовалась лаборатория тепловых расчетов под руководством кандидата технических наук Г.Н. Иванова. Под его редакцией был выпущен справочник теплофизических свойств материалов.

К 1974-75 гг. совместная работа специалистов ГГУ, ВНИИЭФ и ОКБМ стала приносить ощутимые результаты в направлении исследований сложных физико-механических процессов и решения проблем прочности по заданиям ВНИИЭФ и ОКБМ. Фактически в эти годы сформировались основы Нижегородской научной школы по механике деформируемых сред и прочности конструкций. К 1975 году по результатам исследований сотрудниками были защищены 2 докторские и 33 кандидатские диссертации. В тематическом сборнике “Методы решения задач упругости и пластичности” были опубликованы более 200 научных статей.

Признание достижений школы выразилось в решении коллегии Госкомитета Совета Министров СССР по науке и технике от 21 мая 1974 года об организации НИИ механики при ГГУ. Принятию этого решения содействовали академики АН СССР Ю.Б. Харитон, Е.А. Негин, С.А. Христианович, А.Ю. Ишлинский и руководство Горьковской области. По существу, НИИ механики при ГГУ был создан для решения сложных научно-технических проблем механики ведущих предприятий Минсредмаша СССР ВНИИЭФ и ОКБМ, расположенных в Горьковской области.

В 1975 году коллектив НИИ механики при ГГУ приступил к работе в новом здании, построенном Стройтрестом Минсредмаша на средства от договоров ВНИИЭФ и ОКБМ с ГГУ. Наличие производственных площадей позволило разместить здесь также включенный в состав института отдел динамики ядерных реакторов ГИФТИ и Вычислительный центр университета, где была установлена ЭВМ М-222.

Совместные работы и развитие научных коллективов “прочнистов” в ГГУ и ВНИИЭФ поддерживались научно-организационными мероприятиями. В 1975 году по решению Минвуза СССР начато регулярное издание Всесоюзного межвузовского сборника ННГУ “Прикладные проблемы прочности и пластичности”, получившего широкое признание научной общественности страны. Решением ВАК СССР от 9 марта 1977 г. утвержден специализированный совет при ГГУ по защите докторских диссертаций по техническим наукам специальности 01.02.04. Эти мероприятия обеспечили новое качество научной, учебной и производственной работы коллективов ГГУ, РФЯЦ-ВНИИЭФ, ОКБМ и в значительной степени содействовали развитию фундаментальных и прикладных исследований.

В последующие годы в рамках сотрудничества между НИИ механики ГГУ и ВНИИЭФ существенно расширился объем и повысилось качество теоретических исследований, получили развитие новые экспериментальные методы исследования процессов деформирования и разрушения, ГГУ приобрел лучшую в те годы вычислительную машину БЭСМ-6, с использованием которой были получены решения сложных прикладных задач.

К этому времени, в феврале 1979 года, в отделе 0507 ВНИИЭФ была создана лаборатория численного решения динамических и статических задач прочности изделий. Возглавил ее в то время уже кандидат технических наук В.В. Егунов. Созданная лаборатория объединила в своих рядах в основном выпускников ГГУ, которые успешно внедряли в расчетную практику методики численного решения задач динамического деформирования конструкций, разработанные в НИИ механики ГГУ. Чуть позднее в отделе 0507 ВНИИЭФ была организована лаборатория статических расчетов конструкций, которую возглавил А.М. Германов. Ведущими специалистами лаборатории стали З.И. Камашан, И.Б. Соколова, Э.А. Коваленко, С.Г. Хитев, Л.А. Жубрина.

Развитие новых численных методик привело к необходимости более детального исследования физико-механических свойств конструкционных, а также активных материалов с новыми качествами. Для повышения точности расчетов были необходимы кривые деформирования при различных температурах и скоростях деформирования. С целью получения таких зависимостей, по инициативе А.А. Учаева в отделе 0507, под руководством Н.Я.Михайлова, была создана специальная группа. Эта группа в 1981 году преобразовалась в лабораторию. В состав лаборатории для работы были привлечены В.Г. Диденко, О.Г. Камышинский, В.Г. Безуглов, В.В. Кузьмин, Г.П. Хорошкин и ряд других специалистов.

Существенное научное продвижение произошло и у нижегородских коллег. Так, к середине 80-х годов НИИ механики ГГУ достиг высокого научно-технического уровня, создав развитые отечественные программные комплексы компьютерного решения проблем прочности “ДИНАМИКА-2/3”, “УПАКС-2/3” и др., позволявшие с приемлемой точностью моделировать сложное напряженно-деформированное состояние элементов реальных конструкций на основе разработанных численных методик и расширявшие классы решаемых задач.

Надо отметить, что в эти годы имело место плодотворное и творческое взаимодействие сотрудников НИИ механики ГГУ и отдела 0507 в рамках развития разрабатываемых программных комплексов. Сотрудники отдела 0507 проводили тестирование программ, участвовали в постановке новых задач и выдвигали новые проблемы, на решение которых требовалось ориентировать программные комплексы. Параллельно с этим сотрудники ВНИИЭФ получали огромный опыт и знания.

В 1985 году по инициативе Е.А. Негина и А.Г. Угодчикова в НИИ механики ГГУ была создана отраслевая научно-исследовательская лаборатория, финансируемая на средства Минсредмаша СССР. Ее руководителем был назначен кандидат технических наук В.В. Егунов, внесший большой вклад в координацию научных исследований и внедрение результатов в расчетную практику ВНИИЭФ.

Дальнейшее развитие исследований напряженно-деформированного состояния сплошных сред в 90-х годах было связано с совместными усилиями по разработке механики поврежденной среды как двухстадийного процесса – обобщенных моделей деформирования и разрушения.

В эти непростые для науки годы НИИ механики ННГУ успешно продолжил работы с РФЯЦ-ВНИИЭФ под руководством Заслуженного деятеля науки РФ, профессора, доктора физико-математических наук В.Г. Баженова. К концу 90-х годов был разработан ряд новых методик, программных средств и оригинальных экспериментальных установок. По выполненным работам был подготовлен ряд совместных публикаций, как по теоретическим проблемам, так и по расчетам прикладных задач. Причем, с 1985 г. по 2000 г. результаты этих исследований публиковались уже по двум сериям созданного в 1975 году межвузовского сборника: “Методы решения: Анализ и оптимизация конструкций” и “Численное моделирование физико-механических процессов”.

В результате совместной деятельности прочнистов ННГУ, РФЯЦ-ВНИИЭФ и ОКБМ к 2000 году воспитанниками Нижегородской научной школы по механике деформируемых сред и прочности конструкций только в ННГУ было защищено 19 докторских и более 120 кандидатских диссертаций. Было опубликовано 17 монографий, 12 научно-учебных пособий, проведено 10 Всесоюзных и международных конференций.

Высокий научный авторитет научной Нижегородской школы “прочнистов” явился основанием проведения на базе ННГУ двух Всероссийских съездов по проблемам механики в 2006 г. и в 2011 г.

За годы сотрудничества с ННГУ различные подразделения и научные коллективы РФЯЦ-ВНИИЭФ обогатились важными научными достижениями в области механики деформируемых сред, пополнились многими квалифицированно подготовленными выпускниками ННГУ.

На современном этапе научное сотрудничество между ННГУ и РФЯЦ-ВНИИЭФ активно идет по целому ряду направлений.

Импульсу сотрудничества математиков и физиков способствовал Проект “Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий”, реализация которого с 2010 года была возложена на РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Для решения поставленной государственной задачи руководство ядерного центра, совместно с директором ИТМФ, доктором физико-математических наук В.П. Соловьевым и начальником математического отделения ИТМФ, доктором физико-математических наук Р.М. Шагалиевым приняли решение объединить усилия широкого круга научных организаций РАН, высших учебных заведений Минобрнауки РФ, предприятий высокотехнологичных отраслей промышленности РФ.

Более 40 предприятий и организаций вошло в созданную кооперацию, в том числе и Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского.

С началом реализации Проекта между ННГУ и РФЯЦ-ВНИИЭФ активизировались проводившиеся ранее и развернулись новые совместные работы по ряду актуальных научных направлений. Научные коллективы РФЯЦ-ВНИИЭФ под руководством доктора физико-математических наук А.А. Рябова и доктора физико-математических наук В.Ф. Спиридонова продолжили развитие сотрудничества с НИИ механики ННГУ, возглавляемого профессором, доктором физико-математических наук Л.А. Игумновым. Совершенствуются модели деформирования, накопления повреждений и разрушения материалов на основе комплексных расчетно-экспериментальных исследований, развиваются отечественные высокопараллельные программные средства решения проблем прочности.

В рамках проекта во ВНИИЭФ был создан программный комплекс ДАНКО, получивший аттестационный паспорт Ростехнадзора на право проведения расчетов по анализу прочности конструкций в атомной энергетике. Основоположником этого комплекса является Низовцев П.Н., прошедший великолепную школу НИИ механики ННГУ. Этот программный комплекс базируется на идеях и знаниях, полученных от тесного сотрудничества с НИИ механики ННГУ. Комплекс ДАНКО сейчас востребован и в настоящее время специалисты ИТМФ из лаборатории кандидата физико-математических наук Абакумова А.И. активно ведут по нему расчеты в интересах заказчиков из атомной энергетики.

С 2010 года к совместным работам над Проектом были привлечены специалисты двух кафедр ИИТММ ННГУ (директор – профессор, доктор технических наук В.П. Гергель): кафедра информации и автоматизации научных исследований (заведующий кафедрой ИАНИ – профессор, доктор технических наук М.Х. Прилуцкий) и кафедра математического обеспечения суперкомпьютерных технологий (заведующий кафедрой МОСТ – профессор, доктор физико-математических наук Р.Г. Стронгин). Учеными этих кафедр по заказу ИТМФ выполнены разработки параллельных программ: разбиения и оптимизации графов; решения сеточных уравнений прямым методом; визуализации физических величин на трехмерных сетках с эффектом прозрачности и ряд других средств для пакетов программ проектирования и имитационного моделирования на супер-ЭВМ.

Успешное сотрудничество в области суперкомпьютерных технологий инициировало создание филиала кафедры ИАНИ, ориентированного на совместные работы с РФЯЦ-ВНИИЭФ.

В обеспечение работы филиала РФЯЦ-ВНИИЭФ предоставил компактную супер-ЭВМ терафлопсного класса, доступ к высокопроизводительной вычислительной системе ВЦКП, пакеты параллельных программ. Для специалистов филиала кафедры и студентов был проведен ряд обучающих курсов и семинаров, что позволило им включиться в тематику совместных работ, приступить к научным исследованиям.

Сотрудничество РФЯЦ-ВНИИЭФ и филиала кафедры ИАНИ охватывает широкий круг актуальных задач, таких как: анализ топологий твердотельных конструкций для покрытия наиболее подходящей расчетной сеткой, разбиения и оптимизации графа зависимостей расчетных величин, распределение ресурсов при модернизации разветвлённых газотранспортных систем, где уже получен ряд важных научных и практических результатов.

Студенты филиала кафедры ИАНИ активно участвуют в математических конференциях РФЯЦ-ВНИИЭФ, ежегодно проходят научную практику и выполняют дипломные проекты непосредственно в математическом отделении ИТМФ РФЯЦ-ВНИИЭФ, а после окончания ННГУ приглашаются на работу в РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Надежность деловых связей подтверждается также работами, которые ведутся специалистами радиофизического факультета ННГУ под руководством заведующего кафедрой общей физики, профессора М.И. Бакунова. Радиофизический факультет был основан в 1945 году и уже отметил свое 70-летие. Три года назад на радиофизическом факультете специально для подготовки специалистов для лазерной установки, которая строится в ИЛФИ РФЯЦ-ВНИИЭФ, была создана кафедра Квантовой радиофизики и мощных лазерных систем. На сегодняшний день количество студентов измеряется единицами, но в 2015 году несколько человек — лазерщики и программисты — уже уехали работать в ИЛФИ РФЯЦ-ВНИИЭФ. Ещё несколько выпускников кафедра планирует направить в 2016 году.

По словам профессора М.И. Бакунова, преподавателям кафедры пришлось писать специальную тестовую программу, которая моделирует прохождение лазерного импульса через весь канал создаваемой в ИЛФИ РФЯЦ-ВНИИЭФ установки. Для создания этой программы были привлечены студенты — программисты с факультета Вычислительной математики и кибернетики ННГУ. Освоив использование специально созданной в ННГУ программы, выпускники кафедра Квантовой радиофизики и мощных лазерных систем радиофизического факультета будут хорошо подготовлены для работы в ИЛФИ на реально создаваемой лазерной установке.

Безусловно, представленная выше и действующая сегодня между ННГУ и ФГУП “РФЯЦ-ВНИИЭФ” цепочка передачи выпускников “ВУЗ – ПРЕДПРИЯТИЕ” есть подтверждение надежных деловых связей между нашими организациями.

Радиофизический факультет ННГУ (основан в 1945 году)

Радиофизический факультет ННГУ плотно сотрудничает также и с институтом физики взрыва (ИФВ) РФЯЦ-ВНИИЭФ. Так, под руководством директора ИФВ РФЯЦ-ВНИИЭФ, доктора технических наук А.Л. Михайлова, на высоком научно-техническом уровне выполнена работа “Разработка научных основ, создание аппаратурных комплексов, алгоритмов и программных средств и практическое применение методов микроволновой диагностики быстропротекающих процессов”. В декабре 2015 года творческий коллектив, выполнивший этот научный труд, отмечен высокой наградой — премией Правительства РФ в области науки и техники 2015 года. В составе творческого коллектива награды удостоились специалисты РФЯЦ-ВНИИЭФ, НИИИС, МЭИ, а также два представителя радиофизического факультета ННГУ: и.о. заведующего кафедрой радиотехники, доктор физико-математических наук, профессор В.А. Канаков и доктор технических наук, Заслуженный профессор ННГУ И.Я.Орлов. Нужно сказать, что кроме руководителя работы в составе творческого коллектива отмечены еще четверо специалистов ИФВ РФЯЦ-ВНИИЭФ и все они являются выпускниками радиофизического факультета ННГУ.

Завершая рассказ о сотрудничестве РФЯЦ-ВНИИЭФ и ННГУ отметим, что выпускники ННГУ востребованы во всех институтах РФЯЦ-ВНИИЭФ: теоретической и математической физики (ИТМФ), ядерной и радиационной физики (ИЯРФ), лазерно-физических исследований (ИЛФИ), прикладной газодинамики и физики взрыва (ИФВ). Работают выпускники ННГУ во всех наших конструкторских бюро, создающих современные образцы специальных изделий и специальной техники. Работают они также в нашем научно-техническом центре физики высоких плотностей энергии и направленных потоков излучений (НТЦФ), работают на всех наших заводах и во многих других подразделениях РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Результаты работ выпускников ННГУ получают в РФЯЦ-ВНИИЭФ достойную научную оценку, отмечаются правительственными наградами и премиями.

Сегодня в РФЯЦ-ВНИИЭФ успешно трудятся 719 выпускников ННГУ. Из них 51 выпускник ННГУ в стенах РФЯЦ-ВНИИЭФ стал кандидатом наук, а 8 выпускников ННГУ — докторами наук. Среди них А.Б. Медведев и М.А. Мочалов (ИФВ), А.А. Бабин и С.А. Сухарев (ИЛФИ), В.А. Демидов и О.М. Таценко (НТЦФ), Ю.Я. Нефедов (ИЯРФ) и В.А. Токарев (отделение 70).

Пусть наше научное сотрудничество и дальше крепнет и приносит достойные результаты воплощения в практику новых научных идей и проектов!