авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«Аналитическая справка о ходе реализации федеральной целевой программы «Научные и научно- педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы ...»

-- [ Страница 3 ] --

Выявлена взаимосвязь автоколебательных процессов в разветвленных трубопроводах и турбулентных пульсаций. Дано описание механизма возбуждения автоколебаний потока, который связан с вихрями, формирующимися при обтекании горла отвода. Показано, что на резонансных режимах происходит значительное увеличение амплитуды колебаний в отводе, что может быть использовано в интенсифицированных каналах теплообменного оборудования для создания экономного метода улучшения их теплогидравлических характеристик.

Результаты исследований влияния наложенной нестационарности на гидродинамику и теплообмен в отрывных течениях являются новыми и оригинальными. Новыми являются также решения, касающиеся методов интенсификации теплообмена в дискретно-шероховатых каналах при помощи наложенной нестационарности, методики измерения нестационарных расходов и механизмов возбуждения автоколебаний в разветвленных каналах.

Сопоставление с опубликованными материалами подобных исследований свидетельствует, что в части нестационарных процессов полученные результаты превышают мировой уровень.

Области применения результатов проекта: энергетика.

Областью применения полученных результатов является энерго- и ресурсосбережение в системах транспортировки, распределения и потребления энергоресурсов.

Практическое внедрение результатов исследований возможно в следующих направлениях: формирование справочных данных по оценке гидравлического сопротивления гладких труб и местных сопротивлений в пульсирующих потоках;

разработка теплообменников и систем охлаждения с улучшенными теплогидравлическими характеристиками за счет интенсификации теплообмена при помощи наложенной периодической нестационарности потока.

Создание энергоэффективных теплообменников и систем охлаждения позволит снизить материало- и энергоемкость их производства и уменьшить отрицательное техногенное воздействие на окружающую среду.

В Институте математического моделирования Российской академии наук в ходе методов математического моделирования и выполнения проекта «Разработка программных средств решения задач аэродинамики на высокопроизводительных вычислительных системах» (Государственный контракт №02.740.11.0192 от 7 июля 2009) были получены следующие результаты:

В результате проекта были разработаны методы математического моделирования задач аэродинамики на высокопроизводительных вычислительных системах. Подтверждениа работоспособности и эффективности разработанных в ходе выполнения НИР методов и программных средств решением ряда актуальных задач аэроакустики. Разработана программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс. На основе разработанных методов был создан программный комплекс NOISEtte.f для расчетов задач аэродинамики и аэроакустики с повышенной точностью на неструктурированных сетках на высокопроизводительных вычислительных системах. Для подтверждение работоспособности и эффективности, разработанных в ходе выполнения НИР методов и программных средств, выполнено тестирование программного комплекса NOISEtte.f, а также успешно проведена серия тестовых расчетов выбранных классов задач аэродинамики и аэроакустики.

Новизной работы является ориентированность выбранных для последующей реализации алгоритмов, программных модулей и средств сопровождения расчетов на их эффективное использование на сверхмощных вычислительных системах с моногоядерной архитектурой с числом ядер не менее 1000.

Полученные результаты расчетов хорошо соответствуют экспериментальным данным и не уступают лучшим расчетам других коллективов, определяющим мировой уровень.

Области применения результатов проекта: авиационная промышленность, автомобильная промышленность.

Результаты выполненных в ходе проекта работ могут быть использованы в области решения задач аэродинамики методами математического моделирования на суперкомпьютерах, обладающих производительностью 10 TФлоп/с и выше. Созданный рамках проекта пакет программ могжет быть использован специалистами научно-исследовательских институтов Российской академии наук, отраслевых НИИ, КБ, а так же высших учебных заведений естественно-научного профиля, для решения задач связанных с предсказанием акустических полей около тел различной природы. Среди последних можно выделить расчет акустических полей вокруг конструктивных деталей самолетов и автомобилей и их последующий анализ для выработки путей снижения шума.

Использование результатов НИР будет способствовать конкуретноспособности соответствующих субъектов экономической деятельности.

В ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет» в ходе выполнения и исследование радиационно-стойких и радиационно проекта «Разработка модифицированных волоконных световодов для использования в атомной энергетике, медицине, космонавтике, военной и специальной технике, а также волоконно-оптических лазеров и усилителей с радиолюминесцентной накачкой» (Государственный контракт №02.740.11.0224 от 7 июля 2009) были получены следующие результаты:

Проведены теоретические исследования динамики импульсов различной формы огибающей в неоднородных по длине световодах. В НЦВО РАН изготовлена серия активных и пассивных волокон, некторые из них подвергались гамма-облучению в ГНЦ НИИАР (Димитровград) а в Центре оптоэлектронных исследований (Финляндия) проведены тестирующие эти волокна эксперименты. Также разработаны:

• волоконный Yb-лазер, генерирующий гигантские импульсы;

• модель генерации гигантских импульсов на рэлеевском рассеянии;

• модель рэлеевского рассеяния и ВРМБ с учетом всех полей, участвующих в процессе;

• волоконный Er-лазер в нескольких конфигурациях;

• модель модуляции добротности с использованием насыщающегося поглотителя;

• облученный световод, являющийся насыщающимся поглотителем;

• механическая система позиционирования лазерного луча и программное обеспечение для управления;

• Но-волоконный лазер;

• модель самомодуляции добротности волоконных лазеров в поле гамма-облучения;

• экспериментальные образцы облученных свевтоводов;

• результаты анализа и сравнения разработанных моделей с экспериментальными данными облучательных программ;

• модели радиационно-стимулированных микроструктурных изменений в микроструктурированных (дырчатых) световодах и световодах легированных редкоземельными элементами;

• модели световодов (прежде всего МС световодов с полой сердцевиной и сплошных световодов, насыщенных молекулярным водородом), устойчивых к гамма-излучению;

• результаты исследований радиационно-оптических явлений в пассивных волоконных световодах (ВС) из кварцевого стекла;

• оптимизированная лабораторная технология получения радиационно-стойких пассивных волоконных световодов, приспособленных к применениям в радиационно-стойких волоконно-оптических датчиках в атомной энергетике, в системах оптической диагностики плазмы в термоядерных реакторах и в системах для передачи изображения из ядерных установок;

• пробная партия длиннопериодических решеток показателя преломления Создан, протестирован и успешно используется в экспериментальных исследований не имеющий мировых аналогов облучательный стенд, использующий практически не применявшиеся ранее источники ионизирующих излучений (прежде всего изотопы европия Eu 152,154).

Впервые предложена модель возникновения мощных и сверхмощных (P1 МВт) солитоно-подобных импульсов с сильной частотной модуляцией (чирпом) - как в световодах, подвергшихся радиационной модификации, так и в «обычных» световодах, легированных редкоземельными элементами.

Разработана модель компрессоров лазерного излучения принципиально нового типа.

Изготовлены и экспериментально исследованы на базе НЦВО РАН неоднородные по длине активные световоды в качестве компрессоров частотно-модулированых импульсов параболической формы с мощностью Р1 МВт.

Предложена функционирующая модель полностью автономного радиационно стимулированного источника питания с ресурсом работы более трех лет.

Показано, что одним из факторов, ограничивающих эффективность усилителей и лазеров на основе кварцевых оптических волокон, легированных ионами редкоземельных элементов (в частности ионов гольмия), является кластеризация (спаривание) этих ионов.

Предложена принципиально новая, не имеющая мировых аналогов методика разрушения кластеров посредством используемого гамма облучения.

Впервые указано на возможность создания фотоннокристаллических волноведущих структур с отрицательной эффективной кубической (керровской) нелинейностью. Указано на возможность использования подобного рода структур для временного сжатия волновых пакетов оптического и ультрафиолетового спектральных диапазонов.

Показана возможность управления поляризационными свойствами световодов посредством гамма облучения.

Некоторы из предложенных методик не имеют аналогов в мире.

Области применения результатов проекта: атомная и ядернаяпромышленность, связь, в т.ч. космическая, оборонная промышленность.

Результаты предполагается использовать при разработке:

• систем оптической межспутниковой связи и связи «спутник-Земля», а также радиационностойких волоконно-оптических гироскопов для военно-воздушных сил, космической, сухопутной, надводной и подводной военной техники;

• распределенных и точечных волоконно-оптических дозиметров для мониторинга радиационной обстановки вблизи и внутри объектов с ядерной опасностью, на территориях с ядерным загрязнением, в местах захоронения ядерных отходов, для радиотерапии и радиологических исследованиях;

• волоконно-оптических датчиков и систем дистанционного управления для ядерных реакторов и АЭС (в том числе, при разработке реакторов нового поколения), систем для передачи изображения из ядерных установок и при осуществлении проекта «Международный термоядерный реактор ИТЭР»;

• лазерных комплексов в медицине и биологических исследованиях.

Потребителями результатов проекта в части выводов о перспективах создания волоконно-оптических линий связи на основе периодически неоднородных нелинейных световодов могут быть как государственные так и коммерческие структуры заинтересованные в передаче – получении больших объемов защищенной информации со скоростью выше Тбит/сек.

Особенно значимым может оказаться использование уже полученных в рамках реализации настоящего проекта и находящихся в разработке лазерных комплексов в медицине и биологических исследованиях В ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» в ходе выполнения проекта «Разработка научных основ создания модели многоцелевой космической мощной лазерной энергетической установки на основе различных модификаций автономных фтороводородных непрерывных химических лазеров» (Государственный контракт №02.740.11.0227 от 7 июля 2009) были получены следующие результаты:

Созданы физические и расчетно-теоретические модели основных составных частей многоцелевой космической мощной лазерной энергетической установки (МКМЛЭУ) на основе автономных HF(DF)- непрерывных химических лазеров, не требующих для своего функционирования мощных источников электрической энергии. Научно-технические результаты проекта в перспективе позволят создать новое поколение КА с увеличенным ресурсом благодаря возможности подзарядки батарей от лазерного излучения, так же становится возможным создание новых систем защиты от космического мусора КА.

До сих пор в публикациях рассматривались в основном только наземные лазеры, работающие лишь при импульсной накачке. В данной работе показана возможность получить эффективную импульсно-периодическую генерацию силового излучения при непрерывной накачке активных сред в автономных фтороводородных НХЛ.

Области применения результатов проекта: космонавтика, геологоразведка, экологический мониторинг воздушной среды, газо- и нефтедобоывающая отрасли.

Полученные научные результаты свидетельствуют о принципиальной возможности создания достаточно компактной космической лазерной установки, которую можно разместить на борту КА, выводимого на заданные орбиты с помощью тяжелой ракеты-носителя «Протон М». Они служат основой для развертывания работ по ряду актуальных направлений, прежде всего по очистке наиболее эксплуатируемых орбит и защите космических аппаратов от опасных ФКМ для обеспечения нормального функционирования необитаемых КА. Использование полученных в проекте результатов позволит выработать эффективные меры по защите обитаемых КА и снижения числа случаев, когда чтобы избежать столкновения с очередным ФКМ Использование полученных в данном проекте результатов поможет продлению срока функционирования других КА или расширению их функциональных возможностей за счет подпитки их дополнительной энергией при передаче им лазерного излучения от МКМЛЭУ.

Показанная в проекте принципиальная возможность осуществления дистанционного контроля (мониторинга) состава приземной атмосферы из космоса, в том числе содержания в ней вредных примесей, имеет социальную направленность. А возможность определения надфоновых концентраций метана в воздухе намного удешевит обнаружение утечек из газопроводов и поиск новых газовых и нефтяных месторождений по выбросам над ними метана.

В ФГУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»

в ходе выполнения проекта «Изучение иммунорегуляторных свойств первичных культур стволовых клеток мезенхимального и эктодермального происхождения» (Государственный контракт №02.740.11.0297 от 7 июля 2009) были получены результаты, свидетельствующие о способности мезенхимальных стволовых клеток (МСК) оказывать негативное иммунорегуляторное воздействие как на систему адаптивного, так и врожденного иммунитета.

Выявленным механизмом негативной регуляции адаптивного иммунитета является способность МСК блокировать дифференцировку дендритных клеток из моноцитов крови как in vitro, так и in vivo. При этом МСК не оказывают влияние на созревание дендритных клеток. Негативная регуляция естественной иммунорезистентности, повидимому, связана со способностью МСК инициировать апоптоз эффекторных клеток. Способность осуществлять негативную регуляцию иммунной системы отличает МСК от стволовых клеток эктодермального происхождения – нейральных стволовых клеток (НСК). В экспериментах не было выявлено какого-либо влияния НСК на клетки иммунной системы.

Особенностью подхода явилось то, что исследования проводились одновременно на клетках человека и на животной модели, что позволяло верифицировать полученные результаты. Впервые, наряду с МСК, выделенными из костного мозга, были исследованы иммунорегуляторные свойства МСК из плаценты и пуповины, а также НСК. Полученные данные, свидетельствующие о способности алогенных МСК из костного мозга блокировать дифференцировку дендритных клеток in vitro, согласуются с результатами, полученными другими авторами на сходных моделях. Однако в данной работе было показано, что МСК, полученные из плаценты, обладают даже большей иммунорегуляторной активностью, чем МСК костномозгового происхождения. Авторы получили убедительные доказательства в пользу отсутствия влияния МСК на процесс созревания дендритных клеток. Впервые было выполнено сравнительное исследование, включающее как мезенхимальные, так и эктодермальные стволовые клетки.

В целом работа соответствует мировому уровню и в некоторых частях его превосходит.

Области применения результатов проекта: медицина, клеточная биология и иммунология.

Полученные результаты окажут влияние на развитие научно-технических и технологических направлений, связанных с разработкой методов клеточной терапии. Они могут послужить основой для разработки аллогенных клеточных препаратов, а также создания метода иммунологического мониторинга пациентов, подвергнутых терапии стволовыми клетками.

Социально-экономические эффекты, от внедрения полученных результатов ожидаются после выхода на рынок медицинских услуг методов клеточной терапии стволовыми клетками мезенхимального и эктодермального происхождения. Они будут выражаться в снижении смертности и повышении качества жизни больных такими заболеваниями как инфаркт миокарда, инсульт, спинальная травма, нейродегенеративные заболевания, включая аутоиммунные.

В Учреждении Российской академии наук «Институт биологии моря им.

А.В.Жирмунского» Дальневосточного отделения РАН в ходе выполнения проекта «Изучение механизмов тканевого ремоделирования при травмах центральной нервной системы и разработка методов его лекарственной и клеточной терапии» (Государственный контракт №02.740.11.0450 от 30 сентября 2009) были получены следующие результаты:

В рамках проекта исследованы базовые механизмы структурного и функционального моделирования тканей нервной системы и внутренних органов при травме головного и спинного мозга и разработаны специализированные композитные матриксные материалы, обеспечивающие управляемое восстановление и регенерацию тканей в очаге повреждения. В ходе работ определены оптимальные сочетания элементов лекарственной и клеточной терапии, обеспечивающие максимальное лечебное действие.

На основе методов химического моделировании углеводных биополимеров разработаны лабораторные регламенты получения матриксных материалов с нейроиндукторными свойствами, обеспечивающими направленную дифференцировку стволовых и коммитированных клеток человека и животных, которые могут стать основой для получения тканевых имплантатов, предназначенных для восстановительного лечения травм центральной и периферической нервной системы. С использованием экспериментальных животных проведена оценка функциональных свойств лабораторных образцов матриксных материалов, результаты которой подтверждают перспективность применения новых материалов при травматических и дегенеративных нарушениях центральной нервной системы. На основании полученных результатов предложена инновационная технология заместительной терапии посттравматических нейродегенеративных и демиелинизирующих патологий с помощью искусственных тканевых имплантатов на основе биополимерных матриксных материалов.

Производство матриксных материалов для создания искусственных тканевых имплантатов, основано на технологии коммитированных стволовых клеток и является новым видом производства для нужд трансплантологии, травматологии и регенеративной медицины.

Фактически данные материалы не имеют аналогов, а их прототипы на основе белка коллагена I типа (CellagenTM), гомополипептидных искусственных пленок, комплексных аморфных субстратов (MatrigelTM) не являются полными функциональными аналогами, поскольку выступают главным образом в качестве внеклеточной ростовой среды.

Области применения результатов проекта: трансплантология, регенеративная медицина, травматология.

Разработанные технологии и материалы в перспективы будут использованы в целях промышленного изготовления тканевых имплантатов из матриксных биополимеров для лечения травматических и дегенеративных поражений центральной и периферической нервной системы.

Результатом использования новых методов лечения травм центральной и периферической нервной системы будет является снижении частоты инвалидизации у профильных больных, повышение качества оказываемой медицинской помощи, и улучшение качества жизни спинальных больных. Помимо этого, следует отметить высокую конкурентоспособность разрабатываемых методов и технологий, обладающих потенциалом к импортозамещению, что позволить значительно повысить рейтинг качества медицинской помощи в Российской Федерации на мировом медицинском рынке.

В Учреждении Российской академии медицинских наук «Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина» в ходе выполнения проекта «Разработка биомедицинских технологий снижения системной токсичности современных режимов химиотерапии у больных злокачественными новообразованиями» (Государственный контракт №02.740.11.0462 от 30 сентября 2009) были получены следующие результаты:

В ходе выполнения НИР были проведены клинические и экспериментальные исследования с включением более чем 100 больных онкологическими заболеваниями, которые получали химиотерапию. Была оценена токсичности и пути ее снижения для различных режимов лечения онкологических больных раком молочной железы, толстой кишки, желудка и других. На основании клинических данных и анализа генетических маркеров больных был разработан метод предсказания токсичности современных режимов химиотерапии у больных злокачественными новообразованиями, который основан на определении полиморфизма генов UGT1A1, GSTP и ABCB1 в крови больных.

Метод показал эффективность предсказания токсичности у больных, получающих современные режимы химиотерапии с использованием фторпиримидинов и Иринотекана.

Разработана тактика использования метода прогнозирования токсичности современной химиотерапии до начала лечения.

Впервые был разработан метод предсказания токсичности современных режимов химиотерапии, основанный на определении нескольких полиморфизмов генов. Имеющиеся на сегодняшний день публикации основаны на оценки полиморфизмов одного гена.

Проводимые исследования и используемые методы соответствуют международному техническому уровню.

Области применения результатов проекта: медицина.

Разработанный метод может быть использован в онкологических учреждениях РФ для определения риска системной токсичности до начала лечения.

Результаты работ обладают прогнозируемым социально-экономическим эффектом от использования в онкологии, включая:

• повышение качества жизни больных, получающих химиотерапевтическое лечение, • снижение смертности больных из-за неконтролируемой токсичности противоопухолевой терапии, • повышение эффективности лечения больных онкологическими заболеваниями.

В Учреждении Российской академии наук «Институт прикладной математики им.

М.В.Келдыша» в ходе выполнения проекта «Создание программного обеспечения для организации параллельных вычислений на супер-ЭВМ для расчетов в нанотехнологиях»

(Государственный контракт №02.740.11.0475 от 18 ноября 2009) были получены следующие результаты:

Создана информационная система в области получения, применения нанокомпозитов (с использованием алгоритмов text mining).

Разработано программное обеспечения с организацией параллельных вычислений на супер-ЭВМ для расчетов в нанотехнологиях.Создано эффективное программное обеспечение для прямого полномасштабного моделирования сложных систем наноразмерных объектов и наноструктурированных материалов на современных и перспективных высокопроизводительных компьютерах.

Программный комплекс LRnLA/Nano предназначен для проведения прямого полномасштабного моделирования существующих, разрабатываемых и перспективных наноструктурированных сред и сложных систем наноразмерных объектов с целью изучение механизмов и объяснения наблюдаемых свойств, поиска оптимальных конфигураций, проверки или обеспечения требуемых свойств. Комплекс предназначен для решения задач нанооптики, спинтроники, наномодификации поверхности методом численного моделирования.

Разработан программный комплекс LRnLA/Nano, основанный на применении локально рекурсивных нелокально-асинхронных алгоритмов для решения задач нанооптики, спинтроники, наномодификации поверхности.

Разработаны блок-схемы алгоритмов поиска кинетических параметров (с организацией параллельных вычислений) процессов получения наноматериалов и применения наноструктурированных материалов. Впервые генетический алгоритм эволюции использован для поиска кинетических параметров процесса гомогенной кластеризации из растворов при химических реакциях.

Впервые разработаны блок-схемы алгоритмов распараллеливания вычислений для поиска кинетических параметров методом случайного поиска (совмещение методов Монте Карло, градиентного и наискорейшего спусков) процессов: кинетики гомогенной кластеризации из растворов, процесса очистки выхлопных газов на высокопористых ячеистых катализаторах, процесса получения водорода в каталитическом мембранном реакторе с нанесенным наноструктурированным слоем на мембране.

Впервые разработаны блок-схемы алгоритмов распараллеливания по отдельным узлам вычислительного кластера для моделирования на основе теории клеточных автоматов процессов:

• получения наноструктур в стеклах;

• получения наноструктур в композитах;

• формирования структур углеродных нанотруб.

Впервые разработаны модули добычи и классификации данных в области получения, применения и рассмотрения свойств нанокомпозитов. В мировой практике отсутствует информационная система в области нанокомпозитов, то есть система, в которой представлены свойства широкого класса нанокомпозитов.

В ходе выполнения проекта получены результаты, которые сопоставимы с аналогами в мировой практике, а некоторые значительно превосходят их.

Области применения результатов проекта: наноиндустрия и нанотехнологии, водородная энергетика, нефтехимия, строительная, авиационная, аэрокосмическая промышленность, нанофармацевтика, нанооптика, производство зеркал для EUV-литографии.

Разработанные программные продукты будут использованы в расчетах для наноиндустрии. Программные модули для моделирования нанокомпозитов будут использованы для расчетов по поиску оптимальных режимов их получения, для получения заданных свойств.

Программные модули для моделирования образования кластеров в растворах будут использованы для получения нанопорошков с заданными свойствами. Программные модули для моделирования процессов, в которых участвуют наноструктурированные материалы, будут использованы в водородной энергетике (для получения чистого водорода), в нефтехимии, нефтепереработке.

Разработанные алгоритмы распараллеливания вычислений будут использованы для организации вычислительного эксперимента в процессах:

• получения наноструктур в стеклах;

• получения наноструктур в композитах;

• формирования и роста углеродных нанотруб.

Поскольку большинство полученных результатов не имеет аналогов в мировой практике, внедрение результатов НИР даст толчок в развитии различных научно-технических и технологических направлений.

В ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в ходе выполнения проекта «Разработка энергоэффективных и энергосберегающих систем генерации, распределения и потребления индивидуальными и автономными потребителями тепловой и электрической энергии» (Государственный контракт №02.740.11.0476 от 18 ноября 2009) были получены следующие результаты:

Разработаны:

• технологические схемы и конструкции энергетических комплексов «тепловой насос – солнечный нагреватель – паросиловая турбина» для производства электроэнергии, тепла и горячего водоснабжения мощностью от 5 кВт до 35 кВт и тепловой мощностью до кВт;

• мобильное водоподпорное гидроэнергетическое сооружение;

• вертикальная паровая турбина малой мощности;

• энергетический комплекс на базе солнечного коллектора, паровой турбины и теплового насоса.

Создана модель паросиловой турбины в составе модели энергетического комплекса на базе ВИЭ мощностью до 30 кВт;

изготовлен экспериментальный образец микроГЭС.

Разработана методика определения оптимальных условий транспорта, распределения и регулирования потребления энергии индивидуальными, автономными потребителями тепла и электроэнергии.

Разработаны технологические решения по изготовлению селективных покрытий для солнечных коллекторов с ценлью повышения их КПД.

Выработаны рекомендации по проектированию новых энергетических комплексов «тепловой насос – солнечный нагреватель – паросиловая турбина» и новых конструкций микро ГЭС с гибкой легко разворачиваемой и собираемой плотиной мощностью до 150 кВт.

Разработаны новые энергетические комплексы и конструкции микроГЭС.

Области применения результатов проекта: энергетика.

Результаты исследований могут быть использованы для энергообеспечения индивидуального децентрализованного потребления котеджных поселков, фермерских хозяйств, геолого-разведочных партий, служб МЧС с использованием возобновляемых источников энергии. В настоящее время проводятся встречи на предмет заключения хоз.

договора с фирмой ОАО «ЛУКОЙЛ - Ростовэнерго» по изготовлению микроэнергокомплекса с паровой турбиной мощность 5 кВт.

Энергосбережение позволяет относительно простыми мерами государственного регулирования значительно снизить нагрузку на бюджеты всех уровней, сдержать рост энергетических тарифов, повысить конкурентоспособность экономики и увеличить предложение на рынке труда.

В ФГБ ОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени терапевтических, Н.Г.Чернышевского» в ходе выполнения проекта «Исследование токсических и термических воздействий комплексов наночастица-фотосенсибилизатор при лазерном воздействии» (Государственный контракт №02.740.11.0484 от 20 ноября 2009) были получены следующие результаты:

Исследованы фундаментальные механизмы взаимодействия условно-патогенных бактерий с различными наночастицами. Определена чувствительность некоторых возбудителей инфекционных заболеваний человека к фотодинамическому и фотокаталитическому воздействию при их сенсибилизации синтезированными наночастицами и красителями и облучении различными лазерными, светодиодными и ламповыми источниками излучения.

Создана экспериментальная система для захвата, управления и визуализации наночастиц и микроорганизмов в поле лазерного излучения. Изучено усиление проницаемости клеток и биологических тканей для наночастиц под действием лазерного излучения. Исследован транспорт наночастиц через биологические ткани.

Разработаны и изготовлены экспериментальные установки для фотодинамической и гипертермической терапии. Определена эффективность фототерапии при внутривенном введении экспериментальным животным разработанных препаратов на основе наночастиц и красителей.

Определены оптические характеристики исследуемых тканей в норме и патологии.

Разработаны методы и алгоритмы решения задачи восстановления структурных характеристик биологических тканей по регистрируемым оптическим параметрам.

Разработаны методы приготовления и использования препаратов для лечения воспалительных и онкологических заболеваний. Разработаны методики лечения воспалительных заболеваний. Определена эффективность фототерапии воспалительных заболеваний (синуситы, ангины, гингивиты, акне и т.д.) при использовании комплексов наночастица – фотосенсибилизатор Разработаны методы повышения эффективности лазерного воздействия на ткани и микробную флору путем оптического просветления различных компонентов ткани, закрывающих объект воздействия (просветление слоев кожи, лимфоузлов, перегородок гайморовых пазух и пр.) Созданы золотые наночастицы в виде наностержней, кубиков и клеток, покрытые фотодинамическими красителями. Технология создания позволяет варьировать положение максимума поглощения света наночастицами с целью макимального совпадения с длиной волны используемого для терапии лазера (например, 805 нм). Разработанные технологии фотодинамической терапии при помощи таких частиц позволяют повысить эффективность подавления жизнедеятельности патологической микрофлоры на 15-50%.

Получены новые типы металлических наночастиц, отличающиеся формой, сложным составом, покрытием фотодинамическими красителями. Разработаны методики введения наночастиц и режимы их облучения. Показано повышение эффективности лечения акне, гингивитов, подавления патологической микрофлоры вплоть до уничтожения. Новыми являются также результаты по просветлению биологических тканей и повышению, вседствие этого, эффективности фотодинамической терапии.

Уровень проведенных исследований соответствует мировому. Коллектив, выполняющий проект, работает в контакте практически со всеми передовыми группами, ведущими исследования в данном направлении.

Области применения результатов проекта: медицина, нанотехнологии, биофизические и биологические исследования.

Полученные результаты могут быть применены для разработки новых препаратов для фототерапии рака и воспалительных заболеваний. Разработанные методики синтеза наночастиц для фотодинамической терапии просты в производстве, что позволяет создавать производство таких препаратов на малых предприятиях.

Повышение эффективности терапии онкологических и воспалительных заболеваний позволит повысить качество жизни.

Мероприятие 1.2. ФГАОУ ВПО «Дальневосточный федеральный университет» в рамках государственного контракта № П473 от 04 августа 2009, выполняемого в рамках направления «Механотроника и создание микросистемной техники», мероприятие 1.2.1 «Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук», конкурс № НК 44П по теме: «Разработка методов синтеза и теории проектирования интеллектуальных систем и устройств управления сложными механотронными объектами и микромашинами с непрерывно изменяющимися и трудно идентифицируемыми параметрами» на основе созданного единого подхода к синтезу адаптивных и самонастраивающихся систем управления разработан новый метод синтеза систем с эталонными моделями, обеспечивающих механотронным объектам высокую динамическую точность управления в условиях переменности их параметров при наличии ограничений мощности их усилительных и исполнительных устройств.

Объектом исследований в данной НИР являются интеллектуальные системы и устройства управления сложными механотронными объектами и микромашинами с непрерывно изменяющимися и трудно идентифицируемыми параметрами. Анализ современного состояния научных исследований в области теории проектирования механотронных устройств различного вида и назначения, работающих в условиях параметрической неопределенности, позволяет сделать вывод о том, что в последнее время отечественные и зарубежные исследователи проявляют повышенный интерес к решению проблем синтеза высококачественных и многофункциональных интеллектуальных адаптивных, самонастраивающихся и робастных систем управления указанными объектами.

Получены условия устойчивости процессов самонастройки при любых изменениях параметров механотронных объектов. Разработана методика определения минимальной величины амплитуды разрывного сигнала самонастройки, необходимого для компенсации изменений указанных параметров. Разработан метод синтеза систем управления с самонастраивающимися эталонными моделями, которые обеспечивают высокую точность управления при существенных изменениях параметров объектов управления и при наличии ограничений, накладываемых на управляющие сигналы.

Получен закон адаптивной подстройки амплитуды разрывной составляющей сигнала управления, позволяющего автоматически снижать ее величину до минимально необходимого уровня при произвольных, априорно неизвестных параметрах объектов управления, значительно расширяя диапазон допустимых входных воздействий.

Разработан метод синтеза адаптивных систем с переменной структурой для управления механотронными объектами высокого порядка в условиях значительной переменности и неопределенности их параметров с учетом реально существующих ограничений и неидеальностей усилительных и исполнительных элементов, в которых для централизованного робастного управления пространственным движением указанных объектов разработан закон векторного управления, основанный на формировании режима скольжения по пересечению многомерных гиперповерхностей в пространстве координат систем, соответствующих отдельным подсистемам управления.

Получены и доказаны достаточные условия существования устойчивого режима скольжения при наличии динамического взаимовлияния между всеми каналами управления.

Определена величина области существования скользящего режима и диапазона начальных условий, отклонения от которых приводят к срыву скользящего режима. Установлена связь между величиной этого диапазона и параметрами объекта.

Получены соотношения для расчета параметров управляющих устройств, исключающих срывы режимов скольжения. Разработан метод определения максимально возможной скорости работы системы с переменной структурой в скользящем режиме, который может быть реализован в требуемой области начальных условий при наличии ограничений управляющих сигналов.

Синтезирована адаптивная система с переменной структурой, позволяющая автоматически подстраивать параметры скольжения с учетом ограничений управляющих сигналов, а также изменяющихся параметров механотронных объектов без их идентификации и измерения.

Разработан метод автоматической стабилизации положения и ориентации подводного аппарата в пространстве в режиме его зависания над или вблизи объекта работ, когда со стороны перемещающего в вязкой среде многозвенного манипулятора на этот аппарат непрерывно действуют переменные по величине и направлению силовые и моментные возмущения. Созданы новые алгебраические методы и алгоритмы оперативного тестирования и диагностирования механотронных систем, описываемых дифференциально-алгебраическими уравнениями, а также методы и алгоритмы диагностирования, построенные на основе логико динамического подхода.

Разработаны методы и алгоритмы построения эффективных робастных наблюдателей состояния механотронных систем. Сформированы и апробированы новые блоки ранее созданной универсальной программы математического моделирования, расширяющие ее функциональные возможности. С целью повышения удобства пользования скорректирована структура этой программы. Подготовлены инструкции для ее эффективного использования. Для всех синтезированных адаптивных и самонастраивающихся систем управления различными динамическими механотронными объектами выполнено математическое моделирование и исследования их работы. Показана их эффективность и определены преимущества по сравнению с известными системами и устройствами.

Выработаны рекомендаций по наиболее эффективному использованию полученных результатов для управления конкретными динамическими объектами в различных областях областях промышленности и экономики.

Выполнение данной НИР обеспечило создание новых поколений механотронных (в том числе и транспортных) устройств, а также теории, методов и алгоритмов синтеза и проектирования высококачественных интеллектуальных систем управления этими сложными нелинейными многосвязными динамическими объектами с неизвестными и быстро изменяющимися параметрами. Указанные устройства обладают высокой динамической точностью и надежностью, а также предельно возможным быстродействием. Причем в процессе выполнения НИР не только получены новые научные результаты, превышающие мировой уровень, но также подготовлены и закреплены в научных и учебных организациях Дальнего Востока России высококвалифицированные научные кадры (кандидаты и доктора наук) путем расширения стабильно и эффективно работающего творческого научного коллектива.

ГОУ ВПО Московский государственный индустриальный университет в ходе работ по государственному контракту № П592 от 18 мая 2010г. «Механика пластического деформирования трубных заготовок и создание экономичных процессов получения кольцевых заготовок» по направлению «Механика» были выполнены и представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по получению кольцевых заготовок.

В теоретических исследованиях рассмотрен инновационный процесс получения кольцевых заготовок растяжением квазиовальной заготовки, дающий большую экономию металла по сравнению с другими способами. Характер напряженно-деформированного состояния в опасных сечениях заготовки при растяжении близок к процессу гибки на ребро.

Поэтому вначале проведены теоретические исследования гибки на ребро применительно к данному процессу. Теоретические исследования процесса растяжки заготовок в программном комплексе PAM-STAMP 2G показали сложность процесса деформирования.

Установлена необходимость применения внешних и внутренних упоров для оптимизации изготовления кольца. Выполненное компьютерное моделирование процесса растяжки без упоров и с упорами позволили установить основные факторы для разработки процесса и для проведения многофакторных экспериментов: относительная ширина детали (отношение ширины кольца к его толщине);

относительная длина исходной квазиовальной заготовки (отношение длины заготовки к толщине кольца);

относительная ширина растягивающих захватов губок (Отношение ширины захвата к толщине кольца);

угол наклона подпора, ограничивающего растяжение кольца до его наружного диаметра. Также определено распределение напряжений и деформаций по сечению заготовки, а также силовые параметры процесса. Проведенный расчет позволил определить утонение и утолщение заготовки в процессе растяжки, а также оценить степень отклонения получаемой детали от кольца.

Получены формулы для определения размеров исходных заготовок. Экспериментальные (физические) исследования подтвердили компьютерное моделирование процессов. По результатам теоретических исследований опубликована одна статья в ВАКовском журнале «Заготовительные производства в машиностроении» №8, 2011г. и поданы 2 заявки на патенты на полезные модели.

Заявка на патент № 2011128093 от 11.07.11 Область практического применения:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для изготовления колец.

ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» ходе работ по государственному контракту № П327 от 7 мая 2010г. в аналитическом отчете были систематизированы сведения об алкилоксибензолах (акилрезорцинах), представляющих собой низкомолекулярные продукты микробного или растительного происхождения и демонстрирущих широкий спектр регуляторных активностей.

Дана общая характеристика химического строения АОБ и определяемых этим амфифильных свойств данных молекул, лежащих в основе их гидрофобного взаимодействия с широким кругом макромолекул и мембранных структур.

Проанализированы известные механизмы и последствия контакта АОБ с белковыми молекулами и ДНК, в том числе значимые для обеспечения гипометаболического и покоящегося (анабиотического) состояния про- и эукариотических клеток. Определен круг нерешенных вопросов, связанных с выявлением тонких механизмов действия АОБ в молекулярных и клеточных системах, а также перспективами практического использования химических аналогов АОБ в биомедицине. В целом, результатом аналитического отчета стала окончательная формулировка темы, объектов, характера, цели и задач планируемых работ IV этапа выполнения контракта, характера получения и обработки результатов экспериментов, а также сравнительная оценка вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся ранее по аналогичной тематике.

Систематизированы и оценены результаты экспериментальных исследований по влиянию АОБ на устойчивость ДНК к повреждающему действию ультрафиолетового излучения в клеточных и молекулярных системах, выполненные с использованием люминесцентных и флюоресцентных методов анализа. Приведены результаты экспериментов по исследованию эффектов пяти химических аналогов алкилоксибензолов на индукцию SOS ответа, жизнеспособность и показатели S R диссоциации штамма Escherichia coli с клонированными под контролем промотора гена recA генами биолюминесценции.

Установлено, что алкилоксибензолы существенно повышают выживаемость бактериальных клеток после УФ-облучении при относительном снижении активности SOS ответа, одновременно увеличивая фенотипическую вариабельность выжившей части бактериальной популяции. Выдвинуто предположение о вероятном механизме фотопротекторного эффекта АОБ, определяемого их прямым взаимодействием с ДНК и ведущего к формированию устойчивости данного биополимера к широкому спектру стрессовых факторов. Обсуждается значение подобного «пассивного» механизма в понижении повреждаемости ДНК при УФ-облучении, что результируется в меньших показателях активации SOS-системы, реализующей «активный» механизм защиты данного биополимера.

Полученные результаты явились экспериментальным обоснованием использования АОБ для защиты структурной и функциональной целостности ДНК при УФ-детекции результатов ее электрофоретического разделения при проведении молекулярно-генетических исследований. В рамках разработки данной технологии определен гомолог АОБ с наибольшей фотопротекторной активностью, определена его оптимально действующая концентрация, а также путь введения в электрофоретическую систему.

Показано, что достигаемое при реализации подобного метода сохранение структурно функциональных характеристик ДНК ведет к получению стабильного во времени результата электрофоретической детекции продуктов ПЦР, а также позволяет достигать более высокой эффективности трансформации бактериальных клеток разделенными кольцевыми молекулами ДНК.

Охарактеризованы эффекты АОБ на процессы термоденатурации, рефолдинга и синтеза шаперонов – белков теплового шока, а также охарактеризована направленность и выраженность подобных изменений в зависимости от химической структуры и действующей концентрации данных модифицирующих молекул. На примере хроматографически очищенного препарата люциферазы Photobacterium leiognathii выраженная термопротекторная активность короткоцепочечных АОБ, возрастаяющая пропорционально с увеличением их действующих концентраций, в то время как длинноцепочечные АОБ проявляли подобную активность только в микромолярных концентрациях, увеличивая чувствительность белковых молекул к действию температурного фактора в миллимолярных концентрациях. С использованием штамма E. coli, конститутивно экспрессирующего luxAB-гены V. fischeri, исследовано влияние АОБ на процессы внутриклеточного шаперон-независимого рефолдинга бактериальной люциферазы.

Выявлено восстановление функциональной активности термоинактивированной люциферазы при контакте с микромолярными концентрациями короткоцепочечных АОБ и некоторое понижение данного показателя при увеличении таковых до миллимолярных значений, в то время как длинноцепочечные гомологи однозначно препятствовали рефолдингу с ростом их концентрации в системе. С использованием рекомбинантного люминесцирующего штамма E. coli, несущего генетическую конструкцию ibpA’::lux, продемонстрировано влияние исследуемых молекул на синтез белков теплового шока, интенсивность которого является обратно пропорциональной выраженности прямого термопротекторного эффекта АОБ.

На основании полученных результатов сделан вывод о сложном характере влияния АОБ на экспрессию данного стрессового гена, заключающийся в умеренно выраженной индукции белков теплового шока низкими концентрациями длинноцепочечных АОБ с эффектом защиты бактериальных клеток от последующего температурного воздействия;

их репрессии высокими концентрациями длинноцепочечных АОБ с повышением чувствительности клеток к действию данного стрессового фактора;

а также подовлении синтеза белков теплового шока в широком диапазоне концентраций короткоцепочечных АОБ, в этом случае сопровождающимся формированием повышенной терморезистентности обработанных ими бактериальных клеток.

Выявленные протекторные эффекты АОБ проанализированы в контексте их возможного использования для обеспечения стабильности функциональных характеристик белковых молекул при длительном нахождении в водном растворе при различных температурных режимах хранения. Основным объектом воздействия в данном фрагменте работы являлся препарат иммуноглобулинов класса G к Toxoplasma gondii, функциональная активность которых оценивалась по способности к специфическому взаимодействию с соответствующим антигеном и характеризовалась сроками утраты 20% антигенсвязывающей способности (TI20).

На фоне развивающегося во времени и зависящего от температуры инкубации снижения регистрируемой активности показано, что введение в растворы антител длинноцепочечных гомологов АОБ вело к дополнительному подавлению их способности к взаимодействию с соответствующими антигенами. В динамике хранения зарегистрировано частичное восстановление антигенсвязывающей способности модифицированных антител, скорость и выраженность которого зависела от температуры инкубации, особенностей химической структуры и концентрации использованного гомолога АОБ, но не сопровождалась достоверным увеличением значений TI20.

Полученные результаты рассмотрены в контексте перспектив использования алкилоксибензолов в качестве стабилизаторов растворов диагностических препаратов антител.

Оценена полнота решения поставленных задач, проведено сопоставление данных научно-информационных источников с результатами собственных экспериментальных исследований по использованию молекулярных и клеточных люминесцирующих тест-систем при оценке влияния бактериальных ауторегуляторных молекул на стрессовый ответ бактериальных клеток и стабильность входящих в них биополимеров, освещена эффективность полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем, а также разработаны рекомендации по возможности использования результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики.

По результатам исследования разработан оригинальный способ защиты ДНК от повреждающего действия ультрафиолетового излучения: Дерябин Д.Г., Давыдова О.К., Грязева И.В. Способ защиты ДНК от ультрафиолетового излучения при детекции результатов гель электрофореза // Заявка на изобретение №2011138375 от 19.09.2011 г.

Способ предназначен для использования при проведениидиагностических и научных исследований в процессе проведения гель-электрофореза.

ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

выполняет государственный контракт П687 от 20 мая 2010г. по теме: «Исследование высокоэнергичных динамических процессов на Солнце и во внутренней гелиосфере на фазе роста 24-цикла с использованием системы мюонных годоскопов».

Проект направлен на развитие новых методов исследования высокоэнергичных процессов на Солнце, таких, как наиболее мощные вспышки и выбросы солнечного вещества в виде сгустков плазмы во время эруптивных процессов, способных вызывать возмущения в гелиосфере и как следствие в магнитосфере и ионосфере Земли. Кроме этого, в задачи проекта входит разработка методов мониторинга солнечной погоды, обеспечивающей заблаговременное обнаружение возмущений в гелиосфере, связанных с солнечной активностью, получение новых знаний об их характеристиках и, как следствие, расширение понимания физических механизмов, запускающих наиболее мощные вспышки жесткого электромагнитного излучения, ускорения частиц солнечной плазмы до ультрарелятивистских энергий и корональных выбросов массы.


Цель работы – изучение корреляционных эффектов между мощными выбросами солнечной плазмы и потоком космических лучей на поверхности Земли, а также регистрация высокоэнергичных частиц, образующихся во время солнечных вспышек, подготовка и закрепление в сфере науки и образования молодых специалистов.

В настоящее время существенно возросла актуальность разработки новых подходов к исследованию высокоэнергичных динамических процессов на Солнце, вызывающих возмущения в гелиосфере и как следствие, - в магнитосфере и ионосфере Земли. Кроме этого становится актуальным проведение мониторинга солнечной погоды для заблаговременного обнаружения распространения сгустков возмущенной плазмы к орбите Земли. Исследования процессов такого вида проводятся с применением гелиостационарных спутников или традиционных наземных нейтронных мониторов. Однако все они имеют недостатки, основным из которых является фрагментарность данных во времени и в пространстве. В последнее время бурно развивается новое направление в мировой системе наблюдений за окружающим пространством, которое в полной мере соответствует поставленной задаче – мюонная диагностика. Поток мюонов у поверхности Земли образуется в результате взаимодействия частиц первичных космических лучей (ПКИ) с ядрами атомов атмосферы на высотах 15-20 км и несет информацию о модуляции ПКИ, вызванной развитием процессов, связанных с солнечной активностью. В этом методе предусмотрено использование широкоапертурной аппаратуры типа мюонных годоскопов.

Исследования проводятся на основе анализа матричных временных рядов пространственного потока ПКИ, приходящего одновременно из разных частей гелиосферы, в том числе из областей с возмущенным солнечным ветром (СВ). Поток ПКИ (в основном протонов) высокой энергии (порядка 100 ГэВ), движущихся в направлении Земли, перестает быть однородным и изотропным. В гелиосфере длина свободного пробега высокоэнергичных протонов ГКЛ составляет около 1 а.е. Поэтому приобретенную анизотропию и модуляцию можно наблюдать задолго до прихода КВМ к орбите Земли (1–3 суток). Интервал опережающего времени определяется скоростью распространения солнечного ветра. Для реализации методов мюонной диагностики в НОЦ НЕВОД НИЯУ МИФИ созданы не имеющие аналогов мюонные годоскопы: сцинтилляционный мюонный годоскоп ТЕМП и трековый восьмислойный мюонный годоскоп УРАГАН, большой площади на основе газоразрядных камер, работающих в режиме ограниченного стримера. УРАГАН является в настоящее время единственной в мире установкой для исследования мюонной компоненты космических лучей на поверхности Земли со светосилой, практически охватывающей всю видимую область гелиосферы, и обладающей высоким пространственно-угловым разрешением. Для разработки новой технологии мониторинга различных возмущений солнечного ветра в гелиосфере и развития прогностического потенциала мюонной диагностики необходимо одновременное и сравнительное наблюдение процессов как средствами спутниковой аппаратуры, так и методом мюонной диагностики.

В ходе экспериментальные исследований получены следующие результаты:

1. Проведен анализ данных по вариациям интенсивности и анизотропии космических лучей, вызванных солнечной активностью, в том числе солнечными протонными событиями (СПС) на стадии роста 24-го цикла. Обнаружены связи между пространственно-временной анизотропией потока мюонов КЛ и солнечными протонными событиями (СПС) с энергией больше 100 МэВ. Одновременный анализ вариаций по многим пространственным направлениям потока КЛ из широкой области гелиосферы впервые позволил «наблюдать»

изменение динамики анизотропии из разных направлений внутренней гелиосферы во время распространения возмущений СВ, связанного с протонными вспышками. Анализ показал, что СПС малых энергий (порядка 10 МэВ) практически не вызывают анизотропии мюонов КЛ.

Следует отметить, что данные получены на малой статистике (5 событий за 2011 г.) и не позволяют пока сделать более детальные выводы. Получены экспериментальные данные по пространственно-временной анизотропии и вариациями потока мюонов космических лучей во время активных солнечных процессов в хромосфере, вызывающих комплексные термодинамические возмущения солнечного ветра. Данные относятся к явлениям, когда одновременно происходит «всплеск» плотности, температуры и скорости солнечного ветра.

Анализ суммарной энергии временных матричных рядов вариаций потока мюонов КЛ с разными пороговыми значениями показал, что при высоких порогах наблюдается корреляция с мощными возмущениями солнечного ветра (СВ). Эта закономерность прослеживается на небольшом числе направлений гелиосферы, что указывает на анизотропный характер термодинамических вариаций в солнечной плазме. Продолжительность всплесков энергии временных рядов как правило опережает по времени (1-2 суток) всплески характеристик СВ, а продолжительность по времени оказывается качественно одинаковой. Результаты получены во время нарастающей солнечной активности.

2. Дополнен банк данных по зондированию состояния Солнца и внутренней гелиосферы за 2011 г. Анализ количества мощных вспышек (класс Х, М, С) показывает, что за период 2010 2011 гг. вспышечная активность Солнца значительно возросла;

в том числе по СПС высокой энергии ( 100 МэВ). Наибольшая амплитуда СПС зарегистрирована 07 июня 2011г. Замечена тенденция возрастания числа мощных вспышек в весеннее-осенние периоды 2010-2011 гг. на фазе роста 24-цикла. Данные требуют дальнейшего подтверждения на большой статистике. 4.

Подготовлены публикации по результатам исследований за предыдущие этапы НИР:

- по полученным результатам подготовлен и представлен доклад по методу мюонной диагностикна Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца, которая состоялась в Санкт Петербурге в Главной (Пулковской) Астрономической обсерватории (2 – 8 октября 2011 г.);

тезисы опубликованы, текст доклада принят к публикации в Трудах конференции;

опубликована статья по методике анализа временных рядов интенсивности космических лучей, отражающая содержание предыдущего этапа НИР, в журнале (из списка ВАК РФ) «Геомагнетизм и аэрономия» 2011 г., №4, С.481-488.

Полученные результаты внесли существенный вклад в развитие новой технологии мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы Земли и околоземного пространства – мюонной диагностики, которая разрабатывается в Научно-образовательном центре НЕВОД НИЯУ МИФИ. В настоящее время результаты непрерывного мониторинга доступны на web странице НОЦ НЕВОД (http://nevod.mephi.ru/uragan_data.htm) и включены в единую систему наблюдений за окружающим пространством Росгидромета.

ФГБОУ ВПО «Марийский государственный технический университет» в ходе выполнения государственного контракта от 13 ноября 2009 г. № П2261 по теме : «Разработка моделей процессов формирования надмолекулярной структуры и сорбционных свойств растительных полимеров при различных видах их модификаций применительно к получению волокнистых адсорбентов с заданными физико-химическими характеристиками» выполнены следующие работы:

• Выбор оптимальных моделей адсорбции воды и ионов биополимерами, моделей надмолекулярной организации структуры нативных биополимеров.

• Установление возможности применения современных физических методов исследования: ЯМР-релаксации и ЯМР-спектроскопии, ИК-Фурье-спектроскопии, атомно силовой микроскопии и других к изучению структуры и адсорбционных свойств биополимеров.

• Выбор направления по оптимальным методам модифицирования целлюлозы, хитина, хитозана и их композиций с целью получения адсорбентов с заданными сорбционными характеристиками.

• Проведение экспериментов по применению импульсного метода ЯМР в изучении термодинамических параметров системы целлюлоза-вода.

• Разработаны научно-обоснованный подход и рекомендации к процессам получения адсорбентов на основе модифицированных полимеров природного происхождения с заранее заданными свойствами.

• Получено теоретическое и экспериментальное обоснование гипотезы о вхождении в состав аморфных областей биополимеров микрокристаллических структурных элементов, являющихся фрагментами микрофибрилл.

• Установлена роль поверхностных макромолекул кристаллитов в процессах самоорганизации укрупняющихся наноструктур за счет их фазовой сокристаллизации в условиях мягкого гидролиза и мягкой мерсеризации целлюлозы, хитина и хитозана.

• На основе теоретических и экспериментальных исследований созданы единая концепция строения частично-кристаллических биополимеров и присущая им единая модель специфических сорбционных явлений.

• Разработана методика создания модифицированного натурального хлопкового волокна для извлечения ионов металлов из водных растворов и органических растворителей. • Разработаны новые учебно-методические комплексы учебно- и научно-образовательных курсов по дисциплине «Физическая химия».

При выполнении отдельных видов работ использованы современные научные методы и оборудование. Экспериментальные исследования наноструктуры поверхности и сорбционных свойств полимеров проводятся с помощью комплексных методов исследования, включая ЯМР релаксацию, ЯМР-спектроскопию, атомно-силовую микроскопию, электрофизические, сорбционные и термогравиметрические измерения, метод электронного парамагнитного резонанса. Широко используются новые, основанные на теориях адсорбционных явлений и ЯМР-релаксации в гетерогенных системах, оригинальные методы анализа структуры и сорбционных свойств природных полимеров: разработанные методы определения структурных и термодинамических характеристик биополимеров как адсорбентов на основе модели адсорбции и теории ЯМР-релаксации в мультикомпонентных системах;


разработанная методика измерения микроструктуры биополимеров методом сканирующей зондовой микроскопии.

Предлагаемые методы являются наиболее информативными в применении к решению поставленных задач и способствуют более глубокому пониманию механизмов надмолекулярных перестроек, происходящих в наноразмерных областях биополимеров в ходе их химического модифицирования. Практическое приложение направлено на обоснование моделей процессов получения волокнистых адсорбентов с заданными физико-химическими характеристиками.

Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.

• Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № Российская Федерация. Программа ВЕТ v.1.0 [Текст] / Грунин Л.Ю.;

заявитель и патентообладатель Марийск. гос. техн. ун-т. – № 2010618356;

заявл.30.12.10;

зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ 24.02.11.

• Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № Российская Федерация. Программа FID v.1.0 [Текст] / Грунин Л.Ю.;

заявитель и патентообладатель Марийск. гос. техн. ун-т. – № 2010618357;

заявл.30.12.10;

зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ 24.02.11. 3.

Области применения полученных результатов (области науки и техники;

отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция). Модифицированные природные полимеры с заданным комплексом физико-химических характеристик могут в первую очередь использоваться для решения экологических проблем: для очистки поверхностных слоёв водоёмов от загрязнений нефтепродуктами с последующей их десорбцией, а также для глубокой селективной фильтрации питьевой воды от ионов тяжёлых металлов.

В перспективе потребность в таких дешевых адсорбентах, обладающих высокой адсорбционной ёмкостью, пористостью, большой удельной поверхностью, плавучестью, возможностью многократного использования будет постоянно возрастать как в России, так и за рубежом. Развитие такой отрасли будет определяться темпами проведения научно исследовательских, опытно-технологических и опытно-конструкторских разработок, обеспечением современным научным и технологическим оборудованием, а также благоприятными условиями для внедрения инновационных разработок.

Методики, рекомендации и технология по созданию адсорбентов на основе биополимеров с заданными физико-химическими свойствами, разработанные в рамках проекта, будут востребованы промышленными и фармацевтическими предприятиями и фирмами не только Приволжского федерального округа, но и других регионов России и зарубежья (например, Японии, Германии, Чехии).

Полученные в ходе выполнения проекта научные результаты внесут весомый вклад в расширение и углубление знаний о технике и технологиях, будут служить интересам социально-экономического развития и укрепления безопасности России, повышению международного авторитета российской науки, интеграции российской, фундаментальной науки в мировое научное пространство.

Мероприятие 1.2. ФГАОУ ВПО "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" выполняются работы по государственному контракту № 14.740.11.0248 от сентября 2010 г.

Целью данного проекта является разработка молекулярного метода диагностики послеродовых гнойно-септических заболеваний.

В рамках первой задачи были проведены сбор материала у 85 пациенток на поздних сроках беременности и у 115 женщин на 3-4 сутки послеродового периода. Анкетирование пациенток проводили согласно разработанному опроснику. Определение экспрессии Толл подобных рецепторов проводили методом количественной ПЦР. Было показано, что у пациенток с послеродовым эндометритом отсутствуют достоверные изменения уровней TLR1 и TLR2, лигандами которых являются грамположительные микроорганизмы. Кроме того, при послеродовом эндометрите наблюдается значительное снижение уровней TLR4 и TLR5, лигандами которых служат липополисахариды грамотрицательных бактерий и флагеллин, а также белков MyD88 и NF-kB, являющихся сигнальными путями от вышеуказанных рецепторов. Данная закономерность определяется и у беременных с высокой степенью риска развития послеродовых гнойно-септических заболеваний. По-видимому, механизм развития воспаления в послеродовом периоде, обусловленный условно-патогенной микрофлорой, заключается не в активации, а в подавлении экспрессии Толл-подобных рецепторов, что ведет к снижению экспрессии белков MyD88-зависмого пути и в конечном итоге – к уменьшению синтеза эпителиоцитами и клетками системы врожденного иммунитета провоспалительных цитокинов и антимикробных пептидов, что ведет к облегчению микробной инвазии. Так как основным инфекционным агентом при послеродовом эндометрите является собственная условно-патогенная микрофлора, снижение местной иммунореактивности является основной причиной ее активации.

Полученные результаты подтверждаются данными литературы, где в экспериментах на мышах, нокаутированных по TLR, показана их высокая чувствительность к возбудителям пневмонии, конъюнктивита, мочеполовых инфекций даже при минимальном количестве возбудителя. Кроме того, у пациенток с послеродовым эндометритом наблюдается значительное снижение уровня супероксиддисмутазы, являющейся ферментом антиоксидантной системы и препятствующей развитию деструкции тканей в результате воспаления. При этом уровень каталазы, также являющейся ферментом антиоксидантной системы, остается нормальным.

В рамках второй задачи было проведено бактериологическое исследование с определением аэробной и анаэробной микрофлоры у женщин в норме и у пациенток с послеродовым эндометритом. Выявлено, что ассоциации микроорганизмов у пациенток с развившимся в дальнейшем эндометритом выявлялись в 1,7 раз чаще, чем у женщин, не имевших осложнений в послеродовом периоде. Было показано, что состав аэробной микрофлоры у пациенток обеих групп практически не отличался, за исключением достоверно более высокой частоты выявления стафилококков и клебсиеллы. Достоверного различия между обеими группами в спектре анаэробной флоры не было выявлено. Однако более значимым признаком являлся не спектр выявляемых возбудителей, а уровень бактериальной обсемененности, который при эндометрите был достоверно выше. В рамках третьей задачи проведен корреляционный анализ исследуемых иммунологических показателей. Установлено, что умеренная значимая связь между TLR4 и NF-kB, наблюдающаяся у пациенток с нормально протекающим послеродовым периодом, отсутствует у пациенток с послеродовым эндометритом. Кроме того, наблюдается сильная корреляционная связь между уровнем экспрессии TLR4, TLR5 и супероксиддисмутазы.

Полученные результаты соотносятся с новейшими исследованиями, проведенными на животных, согласно которым стимуляция экспрессии TLR5 приводит к увеличению продукции супероксиддисмутазы и защите тканей от деструкции активными кислородными радикалами.

Таким образом, уровни экспрессии TLR4, TLR5 и NF-kB являются прогностически значимыми для развития послеродового эндометрита и могут быть использованы для его диагностики.

Кроме того, стимуляция экспрессии TLR5 помощью вакцин, содержащих его лиганд флагеллин, а также эубиотических препаратов также может быть испльзована для профилактики послеродового эндометрита.

По результатам этапа опубликованы 2 статьи в журналах из Перечня ВАК, материалы исследования доложены на 3 международных и всероссийских конференциях, в том числе на Международном Конгрессе по иммунологии слизистых в Париже, Франция. Получено свидетельство о регистрации в качестве ноу-хау объекта интеллектуальной деятельности «Способ прогнозирования развития послеродового эндометрита». Полученный способ может применяться в качестве прогностического метода исследования как с помощью количественной ПЦР в режиме реального времени, так и быть адаптирован для использования в микрофлюидальных чипах (microarrays). Это позволит уменьшить длительность пребывания женщины в стационаре, снизить расходы на лечение послеродовых гнойно-септических заболеваний, а также улучшить репродуктивный прогноз у данной категории больных.

ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М.

Бербекова» (КБГУ) на третьем этапе государственного контракта от 26 августа 2009 г. П проведены работы по созданию инструментария тестирования, как отдельных элементов системы, так и всей системы в целом в интерактивном и автоматическом режиме с эмуляцией реального времени, доработаны и оттестированы алгоритмы, вошедшие в программную компоненту итерационного алгоритма ассоциации канальных событий с определенными сейсмическими событиями, созданы алгоритмические и программные компоненты, позволяющие создавать тестовые наборы исходных данных, синтезируемых по известным алгоритмам, для тестирования не только алгоритмов и программ определения основных параметров сейсмических событий, но и тестирования возможностей и точности определения дополнительных параметров очага, таких как механизмы, численные характеристики подвижки и др.

В результате проведенных работ была создана рабочая версия системы мониторинга сейсмической обстановки в реальном времени, построена система составления тестовых баз данных для проведения тестирования и настройки систем реального времени, как на основе накопленных или вновь получаемых наборов реальных данных, как и синтезированных алгоритмами данных в совокупности с реально наблюденными шумами, проведено тестирование и разработаны методики настройки системы на конкретные сейсмические сети и полигоны.

Проведена детальная проработка алгоритма и создана программная компонента, предназначенная в составе выбранного комплекса SNDP осуществлять итерационную процедуру ассоциации канальных сигналов с сейсмическими событиями. Кроме того, в целях проведения исследований описываемых программных продуктов на предмет зависимости их работоспособности от настройки, от топологии и геометрии сейсмической сети или полигона, от качества исходных данных, выявления зависимости от запаздывания поступления данных в центр обработки, была создана с применением системы управления базами данных, система подготовки тестовых наборов данных и эмуляции реального времени. Система эмуляции реального времени подает на вход тестируемых систем реально наблюденные данные в реальном масштабе времени, или с заданным ускорением. Ограниченные по времени наборы данных «зацикливаются», но, при этом, осуществляется непрерывный «ход» времени, таким образом, возможно достаточно долго проводить испытания для накопления систематических задержек и погрешности измерения. Кроме реально наблюденных данных, в системе подготовки тестовых наборов данных предусмотрено построение синтетических канальных сигналов на базе точного решения задачи о распространении сейсмических волновых форм от точечного дипольного источника в слоисто-однородной среде. Для этого рассчитанные волновые формы от синтетического же набора станций, расположение которых должно быть заранее определено. Синтезированные данные могут включать либо все возможные сейсмические фазы, либо только те, что представляют интерес при проведении теста. Данные смешиваются с реально наблюденными сейсмическими шумами.

В результате проведенных в рамках данной темы исследовательских работ была выбрана, и выбор был обоснован, программно-алгоритмическая проблемно-ориентированная среда Seismic Network Data Processor (SNDP), которая является мощным инструментом построения масштабируемых систем мониторинга и оценки рисков в реальном масштабе времени от техногенных и природных угроз. Концепция, структура и программное обеспечение среды интегрирования SNDP были разработаны в конце прошлого века в России. Система SNDP представляет из себя масштабируемый, многозадачный программный продукт с открытой архитектурой, разработанный для сетей и компьютеров UNIX. Seismic Network Data Processor является преемником хорошо известных пакетов SAC и NORSAR SSA Event Processing (EP), а также Intelligent Monitoring System.

Основными особенностями SNDP являются: 1. простая проблемно-ориентированная настройка системы;

2. быстрая установка процедур анализа данных, основанная на концепции открытой архитектуры;

3. создание сложных сессий обработки с помощью Job Control Language (JCL) – проблемно-ориентированного языка;

4. обмен данными с использованием концепции Data Stack, позволяющей различным подсистемам и процессам обработки SNDP обмениваться многоканальными данными;

5. использование интегрированной графической подсистемы, для многоканального интерактивного анализа.

Программный продукт SNDP позволяет работать в интерактивном режиме (SNDP INT) и в режиме реального времени (SNDP RT). Система построения наборов тестовых данных построена с использованием современной системы управления базами данных (СУБД).

Система разработана с применением реляционной базы данных MIMER. Основным элементом данного решения является организация блокирующего интерфейса к данным, что позволяет использовать как ранее накопленные массивы данных, так и данные, поступающие в реальном масштабе времени. При использовании синтезированных данных, данный подход позволяет комбинировать синтезированные данные с реально наблюдаемыми шумами, что приближает эксперименты к натуральным испытаниям, поскольку натуральные шумы изменяют повторяющиеся данные ранее синтезированные для моделируемого полигона. Использование синтезированных данных позволяет, кроме того, тестировать сложные алгоритмы определения дополнительных параметров очага, таких как механизм, сейсмический момент. Особенно это ценно в том случае, когда величина сигнала не превосходит уровень шума. Применяемая в использованном алгоритме синтезирования методика позволяет детально знать волновую форму сигнала и каждую ее составляющую. Это позволяет проводить детальную проверку алгоритма по шагам, выявляя возможные ошибки определения параметров очага.

В результате проведенных работ была создана рабочая версия системы мониторинга сейсмической обстановки в реальном времени, построена система составления тестовых баз данных для проведения тестирования и настройки систем реального времени, как на основе накопленных или вновь получаемых наборов реальных данных, как и синтезированных алгоритмами данных в совокупности с реально наблюденными шумами, проведено тестирование и разработаны методики настройки системы на конкретные сейсмические сети и полигоны. Впервые разработан опытный образец масштабируемой системы мониторинга в реальном времени техногенных и природных катастроф.

Область практического применения - Эффективный мониторинг техногенных и природных катастроф.

ФГБОУ ВПО «Марийский государственный технический университет» выполнены работы по государственному контракту от 20 августа 2009 г. П1005.

Объектом разработки является человеко-машинная система управления, предметом разработки комплекс методического, алгоритмического и программно-технического обеспечения исследования временных аспектов сенсорного восприятия человека-оператора.

Научная значимость проблемы исследования: решение проблемы анализа и синтеза интегрированных человеко-машинных систем, развитие теории искусственного интеллекта. В результате выполнения третьего этапа проведен анализ возможности практического применения разработанных способов и моделей для повышения надежности человеко машинных систем.

Осуществлено развитие научно-обоснованного подхода и разработка рекомендаций к решению задачи синтеза информационных и инфокоммуникационных каналов «человек машина» эргатических комплексов. Разработан прототип человеко-ориентированной системы видео отображения и управления, практические рекомендации его использования.

Споектирован макет системы управления энергоемкими техническими системами, реализующий полученные научные результаты.

Осуществлено развитие основ теории и методов проектирования и исследования информационных и инфокоммуникационных каналов связи информационно-управляющих систем.

Разработаны новые учебно-методические комплексы учебно- и научно-образовательных курсов по дисциплинам «Информационные технологии», «Информационные технологии проектирования систем управления», «Технические средства автоматизации и управления», «Человеко-машинные системы управления», «Программно-технические средства автоматизации», «Нейросетевые системы управления». Разработаны методические материалы к сквозной подготовке по дисциплине «Информатика» в структуре «среднее образование –СПО ВПО».

Предполагается дальнейшее исследование вопросов практического использования разработанных методов для решения проблемы информационной согласованности человека и технической системы, разработка основ теории и методов проектирования и исследования информационных и инфокоммуникационных каналов связи информационно-управляющих систем, развитие теории адаптивных человеко-машинных систем.

Проведены теоретические исследования по вопросам практического использования разработанных методов исследования процессов восприятия, переработки информации и принятия решений для решения проблемы информационной согласованности человека и технической системы. Осуществлено повышение эффективности разработанных подходов, методов решения задачи анализа и синтеза каналов «человек-машина» эргатических комплексов. Разработан прототип человеко-ориентированной системы видео отображения и управления и практические рекомендации по их использованию. Осуществлено развитие основ теории и методов проектирования и исследования информационных и инфокоммуникационных каналов связи информационно-управляющих систем. Осуществлена трансляция научных результатов на учебно-научно-образовательную и научно-инновационную деятельность в рамках единого образовательного пространства, с учётом региональных потребностей и специфики территориально-производственных кластеров. Выполнена конвергенция научных результатов в междисциплинарное пространство, развитие нового научного направления по тематике исследования в рамках студенческого конструкторского бюро. Осуществлено развитие инфраструктуры научно-образовательного центра.

По результатам работы зарегистрированы в БД РНТД Министерства образования и науки РФ следующие объекты интеллектуальной собственности:

1. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010613870.

Программа определения времени реакции на движущийся объект / И.В. Петухов, Е.О. Турашев, Л.А. Стешина.

2. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011610042.

Программа синхронизации угла поворота удаленной камеры и шлема виртуальной реальности / Петухов И.В., Турашев Е.О., Павловский А.А., Танрывердиев И.О., Стешина Л.А. 3. Патент № 101237. Система виртуального присутствия. Петухов И.В., Стешина Л.А. Турашев Е.О., Танрывердиев И.О. Заявка 2010137780/08 от 10.09.2010. Опубл. 10.01.2011. Бюл. № 1. – 1 с.

Мероприятие 1.3. ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» в рамках выполнения государственного контракта 16.740.11.0239 от сентября 2010г.достигнуты следующие основные результаты: проведение токсико-логических испытаний штаммов-продуцентов L-фенилаланин-аммоний-лиазы;

определение оптимальных условий иммобилизации ферментного препарата на магнитные носители;



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.