Академику Левину Владимиру Алексеевичу - 85 лет!

Владимир Алексеевич Левин родился 28 сентября 1939 года в Алма-Ате.

В 1961 году окончил Механико-математический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова по Кафедре гидромеханики, в 1965 году окончил аспирантуру МГУ. В 1965-1968 гг. — ведущий инженер Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова. Далее — в Институте механики МГУ: в 1968-1975 гг. — старший научный сотрудник, в 1975-1979 гг. — начальник сектора исследования горения, с 1979 года — заведующий Лабораторией «Газодинамики взрыва и реагирующих систем». С 1994 года работает также в Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН, первый заместитель директора по научной работе (в 2004 году исполнял обязанности директора), заведующий Отделом математического моделирования, механики и мониторинга природных процессов. С 2020 года — научный руководитель НИИ механики МГУ.

В 1984-2008 гг. — профессор Кафедры гидромеханики Механико-математического факультета МГУ, с 2008 года — заведующий Кафедрой вычислительной механики Факультета.

Член-корреспондент РАН c 1994 года, академик РАН c 2006 года — Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления.

Академик В.А. Левин — выдающийся ученый-механик, обеспечивший своими открытиями лидерство отечественной науки по целому ряду фундаментальных направлений. В.А. Левин — лидер отечественной науки в теории взрыва и детонации в различных средах, горения. Ему принадлежат фундаментальные результаты по теории инициирования и распространения детонационных волн в газовых смесях, механики природных процессов, ударных волн. В.А. Левин теоретически обосновал существование критической величины энергии взрыва. Крупный специалист в области сверхзвуковой аэродинамики, сверхзвуковых течений, динамики реагирующих сред. По некоторым направлениям проведенные В.А. Левиным исследования не имеют аналогов или намного опередили соответствующие работы других авторов, высоко оценены российским и международным научным сообществом

Автор значительных работ по аэродинамике сверхзвуковых летательных аппаратов и прикладной аэродинамике, результаты его исследований широко применяются в ракетно-космической промышленности. В.А. Левин внес огромный вклад в обороноспособность нашей страны.

В 1965 году защитил кандидатскую диссертацию «Некоторые задачи динамики газа, образованного заряженными частицами», в 1975 году защитил докторскую диссертацию «Распространение ударных и детонационных волн в горючей смеси газов», с 1984 года — профессор.

Направления научной деятельности В.А. Левина:

- экспериментальное и теоретическое исследование инициирования, срыва, восстановления и стабилизации газовой детонации в открытом пространстве, в каналах с препятствиями и в камерах сгорания сложной конфигурации;

- исследование распространения ударных и детонационных волн в газовзвесях и пенах, в том числе многофронтовой детонации;

- управление сверхзвуковым обтеканием тел при помощи локальных воздействий на набегающий поток за счет энерговклада или размещения искусственных газовых неоднородностей;

- управление высокоскоростным сгоранием топливо-воздушных смесей в двигателях.

Наибольшую известность получили его работы:

- по газодинамике взрыва и ударных волн, инициированию и распространению газовой детонации в каналах, камерах сгорания сложной формы и в сверхзвуковых потоках, применительно к проблемам безопасности и разработке новых двигателей для летательных аппаратов;

- по сверхзвуковой аэродинамике и управлению обтеканием тел при помощи внешнего энерговклада и иных воздействий;

- по неравновесным физико-химическим процессам и новым типам газодинамических лазеров.

В 1961 году В.А. Левин исследовал разлёт сгустков заряженных частиц и плазмы; в 1963 году решил задачу о нейтрализации мощных ионных потоков электронами. В 1967 году В.А. Левин и Г.Г. Чёрный открыли асимптотические законы поведения пересжатых детонационных волн при их удалении от места инициирования; при этом было показано, что плоская волна детонации асимптотически стремится к режиму Чепмена-Жуге, а цилиндрическая и сферическая волны переходят к данному режиму уже на конечном расстоянии от места возникновения. Им изучены асимптотические законы распространения пересжатых волн детонации в различных условиях, теоретически обосновано существование критической энергии инициирования детонации, предсказано существование многофронтовых режимов детонационного горения в гетерогенных средах.

Тогда же, в 1967-1968 годах, В.А. Левин совместно с В.П. Коробейниковым исследовал инициирование детонации в горючей смеси газов с помощью взрыва, изучив устойчивость детонационных волн и теоретически обосновав возникновение колебательных режимов обтекания тел такой смесью газов. Он обнаружил и обосновал наличие критической величины энергии взрыва, начиная с которой происходит инициирование детонации, указал на существование в газовзвесях многофронтовых режимов детонационного горения в газовзвесях.

В результате проведенных В.А. Левиным лично, совместно с другими и под его руководством исследований создана теория инициирования детонации концентрированным подводом энергии, определены асимптотические законы распространения детонационных волн в различных условиях (с Г.Г. Черным), теоретически обосновано существование критической энергии инициирования детонации, предсказано существование многофронтовых режимов детонационного горения в гетерогенных средах. Государственную премию РФ он получил в составе авторского коллектива за цикл работ «Инициирование и распространение волн детонации в открытом пространстве».

В.А. Левиным получены фундаментальные результаты в областях: теория взрыва и детонации в различных средах, динамика реагирующих сред, движение тел с большими скоростями в атмосфере с учётом физико-химических превращений, нахождение оптимальных аэродинамических форм, теория газодинамических лазеров (ГДЛ).

Задачу о точечном взрыве в горючей смеси газов В.А. Левин исследовал для течений с плоской, цилиндрической и сферической симметрией с учётом конечной скорости протекающих химических реакций; при этом для движений с цилиндрическими и сферическими волнами была установлена зависимость минимального радиуса области, при котором в окружающем пространстве реализуется детонация, от величины давления внутри данной области. Было проведено исследование волновых процессов при распространении детонации в плоских каналах сложной формы, заполненных находящейся при нормальных условиях стехиометрической водород-воздушной смесью, с учётом реальной кинетики химического взаимодействия. В.А. Левиным было также изучено инициирование сферической и цилиндрической детонации в горючей смеси водорода с хлором при подводе энергии электрическим разрядом.

Широко известны работы В.А. Левина по аэродинамике сверхзвуковых летательных аппаратов. Им определены аэродинамические формы быстролетящих тел, обладающих теми или иными оптимальными свойствами. В.А. Левиным также созданы математическая модель и численный метод расчёта нестационарных режимов охлаждения пористых объектов с очагами тепловыделения, возникающих в результате природных и техногенных катастроф. Эта работа помогла ликвидации последствий аварии, произошедшей на Чернобыльской АЭС.

В.А. Левин обнаружил новый класс аэродинамических форм головных частей летательных аппаратов, которые имеют (по сравнению с осесимметричными формами) существенно меньшее волновое сопротивление, обладая более высоким аэродинамическим качеством. Выявил оптимальные формы зондов, движущихся в атмосфере Юпитера, для которых лучистый приток энергии минимален.

В 1988 году совместно с П.Ю. Георгиевским выдвинул идею использования локализованного энерговклада в набегающий поток, позволяющий снизить сопротивление тела, летящего со сверхзвуковой скоростью. Теоретически обосновал и экспериментально подтвердил новый закон подобия при сверхзвуковом обтекании плоских поверхностей с сильным распределённым вдувом. Исследуя взаимодействие быстро летящего затупленного тела с тепловой неоднородностью, В.А. Левин обнаружил качественно новый эффект стабилизации затупленных конических тел за счёт вдува газа с их носовой части и объяснил эффект кумуляции энергии на его поверхности (данный эффект вызывает резкое изменение аэродинамических нагрузок, которое может привести к разрушению летательного аппарата). Показано, что в таком случае тело испытывает резкие изменения аэродинамических нагрузок, что может привести к разрушению летательного аппарата.

Исследуя и разрабатывая аэродинамические формы быстролетящих тел, В.А. Левин открыл новый способ снижения сопротивления тел, летящих со сверхзвуковой скоростью, при помощи подвода энергии к набегающему потоку перед ними, что в некоторых случаях оказывается более эффективным в сравнении с подводом тепла в кормовой части.

Широко известны его работы по аэродинамике сверхзвуковых летательных аппаратов. Им определены аэродинамические формы быстролетящих тел, обладающих теми или иными оптимальными свойствами. Им предложены и проанализированы перспективные схемы ГДЛ, определены оптимальные аэродинамические формы гиперзвуковых летательных аппаратов, смонтирована экспериментальная установка взрывного газодинамического лазера с уникальными параметрами. Исследуя течения в сверхзвуковых соплах газодинамических лазеров, он нашёл оптимальные профили сопел и начальные параметры состава рабочей смеси газов. Предложил новый тип импульсного ГДЛ — импульсно-периодический электроионизационный лазер с несамостоятельным разрядом, проведя при этом полный расчёт и теоретический анализ его работы с выявлением оптимальных условий работы такого лазера. Результаты проведенного цикла исследований по разработке мощных газодинамических лазеров различного типа успешно внедрены на предприятиях различных министерств и ведомств. Ломоносовскую премию В.А. Левин получил в составе авторского коллектива за работу «Сверхзвуковое обтекание тел при наличии внешних источников энерговыделения».

Треть века В.А. Левин работает в Институте ИАПУ ДВО РАН, одним из перспективных и возглавленных им направлений стало создание мощных математических и вычислительных инструментов для решения задач, связанных с изучением и мониторингом динамических процессов в океане. Для реализации подходов к математическому моделированию, основанных на использовании спутниковой информации, параллельных вычислениях и визуальном анализе результатов моделирования, потребовалось создать Отдел математического моделирования, механики и мониторинга природных процессов — объединить усилия четырех лабораторий: «математического моделирования океанических процессов» (с 2008 года — лаборатория «механики жидкости и газа»), «спутникового мониторинга», «машинной графики» и «математического моделирования экологических систем». Основные научные направления работы отдела:

- математическое моделирование в задачах динамики атмосферы и океана, в механике, динамики живых систем и экологии;

- мониторинг динамических объектов и явлений океана и атмосферы на основе развития технологий спутникового мониторинга природной среды;

- обработка графической информации в задачах автоматизации научных исследований.

Под его руководством сотрудниками Отдела проведен большой цикл работ по исследованию физических процессов в океане, крупномасштабных атмосферных явлений, тайфунов с использованием методов спутникового мониторинга, математического моделирования и параллельных вычислений.

В ИАПУ ДВО РАН имеются проекты В.А. Левина с коренной, дальневосточной направленностью. Он является организатором Центра коллективного пользования Регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН. На крыше Института видны шары, напоминающие купола — это и есть системный комплекс. Сегодня Институт имеет четырёхантенный комплекс приёма, обработки, поставки и архивирования спутниковой информации в режиме реального времени — это гордость В.А. Левина. Комплекс — сооружение дорогостоящее, его создание стоило больших трудов и выдержки. Проблема упиралась в нехватку средств — денег на науку выделяется мало. До этого обработку данных вели вообще на ламповых приёмниках, комплектующие детали к которым уже давно никто не выпускает. Теперь перешли на современное оборудование и четыре антенны, дающие исследователям большие возможности. В.А. Левин — научный руководитель проекта, а главный разработчик — заведующий лабораторией спутникового мониторинга А.И. Алексанин.

Пространственное разрешение комплекса — до 250 метров, частота наблюдения — до 1 раза в сутки и не чаще раза в 15 минут. Основная цель создания комплекса — развитие технологий спутникового мониторинга окружающей среды и обеспечение доступа через Интернет ко всему набору как оперативной, так и ретроспективной информации, принимаемой с метеорологических полярно-орбитальных и геостационарных спутников.

Разработана методика и с использованием супер-ЭВМ параллельной архитектуры проведены расчеты течения в Японском море с учетом реального рельефа дна и береговых очертаний. С использованием информации, получаемой с геофизических спутников Земли NOAA и др., налажено непрерывное изучение физических полей Тихого океана, крупномасштабных атмосферных явлений.

Большую работу Институт выполнил с ТИНРО-Центром. При помощи технологий Института сегодня рыбаки могут прогнозировать сайровую путину, определять места максимального улова. Решается целый ряд задач, связанных с исследованием океана, экологическим контролем морей, прогнозированием тайфунов и циклонов. ЦКП Регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН взаимодействует в рамках международных проектов с рядом зарубежных центров, сотрудничает с университетами и организациями Японии и Северной Кореи.

Более 15 лет В.А. Левин заведует Кафедрой вычислительной механики Механико-математического факультета МГУ. Особое внимание при обучении студентов уделяется методам распараллеливания вычислительных алгоритмов и работе на многопроцессорных вычислительных системах. Для этого на базе Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН используется многопроцессорная вычислительная система и средства удаленного доступа Московского региона. Преподаватели Кафедры руководят научной работой студентов, аспирантов и стажёров — начиная с третьего курса, каждый из студентов имеет собственного научного руководителя. Многие студенты и аспиранты включены в работу по грантам, выигранным Кафедрой и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. Кафедра работает в тесном сотрудничестве с ведущими университетами и институтами, как в России, так и за рубежом: Институтом космических исследований РАН, Кембриджским университетом, Институтом полярных исследований имени Скотта (Кембридж), Корнельским университетом (США), университетом Нью-Хемпшера (США), Аэрокосмическим комплексом «QinetiQ» (Великобритания), МИФИ, Тульским ГУ, Тверским ГУ.

В.А. Левин читает курсы «Численное моделирование детонации в горючих газовых смесях», «Распространение ударных и детонационных волн в горючей смеси газов», является научным руководителем магистерской программы «Численное моделирование задач МСС с использованием современных высокопроизводительных вычислительных систем» в рамках направления «Механика и математическое моделирование».

Из интервью В.А. Левина: «Как живётся в условиях реформирования Академии? – Плохо живётся. Ведомство чиновников — искусственно созданная чужеродная организация. Помощи от менеджеров мы пока не получили, а вот бюрократия на порядок возросла. Дошло до того, что авторучку не купишь без тендера. Менеджеры от науки заставляют делать противоестественные вещи. Учёные должны создавать теорию, а не думать, где взять деньги для проведения исследований. Для того, чтобы наука давала отдачу, надо в неё сначала вложить. Кстати, все советские открытия, а эта эпоха в жизни страны была богата на открытия, были сделаны тогда, когда на науку не жалели средств. Но я верю, что всё искусственно созданное уйдёт, как и пришло. Справедливость победит. Очень хотелось бы дожить и доработать до этих времён.

Была ли у меня возможность уехать заграницу? Возможность была, а желания не было. Мой дед — уральский казак, он оставил своему сыну, моему отцу, в наследство шашку, передаваемую из поколения в поколение, потом она перешла ко мне. Я чту традиции предков. Я уральский казак, а казаки Родину не продают».

В.А. Левин — руководитель научной школы по современной газовой динамике — среди его учеников 33 кандидата наук, из них 6 защитили докторские диссертации.

Автор свыше 400 научных работ, 16 изобретений и патентов в области аэродинамики, газовой динамики, горения, детонации, электромагнитной газодинамики, теории плазмы, 2 монографий, 56 докладов на конференциях, более 130 тезисов докладов, 20 НИР, 30 отчетов, 4 учебных курсов.

Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве: «Управление обтеканием различных тел с помощью локализованного подвода энергии в сверхзвуковой набегающий поток», «Поведение вектора вихря скорости в сверхзвуковом неоднородном закрученном потоке горючего газа за движущейся криволинейной ударной или детонационной волной», «Режимы сверхзвукового обтекания тел в условиях энерговклада различной геометрической конфигурации в набегающий поток», «Ячеистая структура расходящейся цилиндрической волны детонации», «Формирование спиновой детонации в каналах круглого сечения», «Инициирование и распространение многомерных волн детонации», «Детонация. Горение», «Нелинейная вычислительная механика прочности. В 5-и т. Т. III. Точные и приближённые аналитические решения при конечных деформациях и их наложении», «Гашение детонационного горения водородно-воздушной смеси в плоском канале», «К 100-летию Горимира Горимировича Чёрного», «Детонационное горение водородно-воздушной смеси c добавками аргона и озона», «The Methods of Control of Stabilized Detonation Location in a Supersonic Gas Flow in a Plane Channel. Combustion Science and Technology», «Инициирование детонации при взаимодействии ударной волны с горючим газовым пузырем различной плотности», «Асимптотические законы поведения детонационных волн», «Сильный взрыв в горючей смеси газов», «Возникновение детонации при концентрированном подводе энергии», «Моделирование инициирования детонации в горючей смеси газов электрическим разрядом», «Прямое инициирование детонации в смеси водорода с кислородом, разбавленной азотом», «Распространение сходящихся и расходящихся ударных волн в условиях интенсивного теплообмена», «Численное моделирование образования окиси азота при горении метановоздушных смесей», «Нелинейные волновые процессы при инициировании и распространении газовой детонации», «Инициирование, распространение и стабилизация детонационных волн в сверхзвуковом потоке», «Исследование некоторых способов стабилизации детонационной волны в сверхзвуковом потоке», «Стабилизация детонационного горения высокоскоростного потока горючей газовой смеси в плоском канале» и др.

Член редколлегии журналов «Доклады академии наук», «Физика горения и взрыва», «Инженерно-физический журнал», «Сибирский журнал индустриальной математики».

С 2015 года — Заслуженный профессор Московского университета, с 1979 года — профессор Варшавского университета, действительный член Российской академии естественных наук и Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского.

Член Бюро Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, член Президиума ДВО РАН, член бюро Научного совета РАН по горению и взрыву, член Совета РАН «Высокопроизводительные вычислительные системы, научные телекоммуникации и информационная инфраструктура», председатель Научного совета по механике жидкостей и газов, председатель секции Объединенного научного совета по механике ДВО РАН, председатель и член Ученых советов МГУ и ИАПУ ДВО РАН по присуждению докторских степеней.

Член Бюро Национального комитета РФ по теоретической и прикладной механике, член Европейской гиперзвуковой ассоциации.

Награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II ст., орденом Почета, орденом Александра Невского — за заслуги в научно-педагогической деятельности, подготовке высококвалифицированных специалистов и многолетнюю добросовестную работу.

Лауреат Государственной премии РФ — за цикл работ «Инициирование и распространение волн детонации в открытом пространстве».

Удостоен премии С.А. Чаплыгина, премии Н.Е. Жуковского с серебряной медалью, премии М.В. Ломоносова 1 степени (МГУ), премии и медали им. Г.Г. Черного.

Ему вручены: медаль М. В. Келдыша — за заслуги перед отечественной космонавтикой, юбилейная медаль «300 лет Российской академии наук», медаль МВД «200 лет МВД России», медаль РАРАН «За заслуги в создании вооружения и военной техники», Диплом за лучший доклад в подсекции на XII Всероссийском съезде по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики (2019).

Отмечен медалью Нюмы Мансона (Международного института IDERS) — за выдающийся вклад в исследование динамики взрыва и реагирующих систем (среди 18 обладателей данной награды за всю историю её присуждения только 5 российских ученых были удостоены чести её получить), Золотой медали International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS) (2013).