Функциональные поверхности
Разработка микро-, нано- и иерархически структурированных покрытий для управления смачиванием, капиллярным транспортом и теплообменом.
Кафедра инженерной теплофизики имени В. А. Кириллина · НИУ «МЭИ»
Научная группа Поверхностные явления и теплообмен
НАУЧНАЯ ГРУППА ИВАНОВА
Функциональные поверхности
и фазовые переходы
Исследование влияния структуры, химического состояния и смачиваемости поверхности на процессы конденсации, испарения, кипения и капиллярного транспорта.
01 Поверхность
Формирование микро-, нано- и иерархических структур.
02 Фазовый переход
Конденсация, испарение, кипение и капиллярный перенос.
03 Программный анализ
Компьютерное зрение и гибридные модели обработки данных.
01
Логика исследований
Основные области исследований
01 Функциональные поверхности
Разработка покрытий и структур для управления смачиванием и теплообменом.
02 Фазовые переходы
Исследование конденсации, испарения, кипения и устойчивости различных режимов.
03 Капиллярный транспорт
Перенос жидкости в пористых структурах и испарителях теплообменных устройств.
04 AI и Computer Vision
Автоматизированный анализ капель, межфазных границ и динамики ансамблей.
Наноиглы CuO на медной поверхности
Углеродные нанотрубки и иерархический рельеф
Наночастицы углерода на микроструктурированной поверхности
Функциональные поверхности
Нанорельеф
как инструмент
Микро- и наноструктуры позволяют значительно изменять свойства поверхности, минимизировать контакт жидкости или наоборот, создавать условия для ее растекания. Сама поверхность с заданными свойствами позволяет менять характер теплообмена.
Структура Микро- и наномасштабный рельеф
Функция Управление смачиванием и адгезией капель
Применение Интенсификация конденсации и защита от обледенения
02
Тематика группы
Направления исследований
Теплообмен при фазовых переходах
Конденсация, кипение, испарение и влияние свойств поверхности на устойчивость режимов и температуру Лейденфроста.
Смачивание микро- и наноструктур
Статические и динамические краевые углы, гистерезис, движение контактной линии и взаимодействие капли с рельефом.
AI и Computer Vision в теплофизике
Гибридные модели для сегментации капель и пузырьков, определения межфазной границы, краевых углов и статистического анализа ансамблей капель при фазовых переходах.
Конденсация
От температурного поля
к динамике ансамбля капель
Инфракрасная визуализация и компьютерное зрение позволяют одновременно исследовать локальный теплообмен и эволюцию капельной структуры конденсата.
Уникальные кадры конденсации чистого водяного пара при содержании неконденсируемых газов около 1% в инфракрасном спектре.
Автоматический анализ динамики ансамбля капель при конденсации.
Полированная медь способствует формированию плёнки конденсата, тогда как гидрофобное покрытие приводит к капельному режиму.
03
Смачивание и анализ данных
Капля как источник
физической информации
Геометрия капли отражает энергетику поверхности, её химическое состояние и структуру. Автоматизация измерений позволяет перейти от единичного краевого угла к воспроизводимому картированию свойств поверхности.
Капля воды на поверхности с нанопорами титана и фторсилановой функционализацией.
Гибридная модель для поиска капли, межфазной границы и измерения краевого угла.
Прикладное направление
Капиллярный транспорт
в испарителях термосифонов
Пористое покрытие на основе наночастиц оксида алюминия обеспечивает подвод жидкости к зоне испарения и позволяет существенно увеличить теплоотдачу при испарении хладагента.
Научный руководитель
Иванов
Никита Сергеевич
Кандидат технических наук, доцент
Специалист в области физики поверхности и интенсификации теплообмена. Автор более 50 научных работ и 18 изобретений. Работает в МЭИ с 2017 года.
Научная группа
Поверхность.
Фазовый переход.
Теплообмен.
Функциональные покрытия и интеллектуальные методы анализа для управления теплофизическими процессами.
Все научные направления ↗