🗣 На вопросы о своём исследовании нам ответил Сергей Саиян, младший научный сотрудник Научно-образовательного центра компьютерного моделирования уникальных зданий, сооружений и комплексов имени А.Б. Золотова, преподаватель кафедр Информатики и прикладной математики, Общей и прикладной физики, аспирант второго года обучения👇
Почему вы выбрали эту тему в качестве объекта исследования?
Я занимаюсь вопросами математического и численного моделирования физических процессов в задачах строительства. Моими основными направлениями являются численное моделирование напряжённо-деформированного состояния конструкций при статических и динамических воздействиях, а также аэродинамика зданий и сооружений.
Частная тема, которую я рассматриваю в рамках своего диссертационного исследования – это численное моделирование динамического отклика высотных зданий и сооружений при ветровом воздействии. Мне нравятся научные исследования, которые находятся на стыке двух наук, такие исследования позволяют более комплексно рассматривать проблематику.
Чтобы решить проблему, которую я выдвинул, нужно решить две задачи:
1. Корректно определять ветровые нагрузки и воздействия на здания и сооружения сложной формы. При этом нужно учитывать изменения спектра набегающего потока в условиях плотной и изменяющейся застройки, а также окружающего рельефа местности.
2. На основе технологии динамического суперэлементного и конечно-элементного моделирования оперативно и достоверно определять динамический отклик высотных зданий и сооружений при ветровом воздействии.
Как долго вы занимались разработкой этой технологии? Применялись ли какие-либо инновационные методы исследования? Какую поддержку оказывал вам НИУ МГСУ?
Тематикой математического и численного моделирования я занимаюсь ещё со времени студенчества в НИУ МГСУ. Каждый год я совершенствую свои навыки и компетенции в этой области, потому что существует большое количество различных ответвлений и тонкостей, которые ещё необходимо освоить.
Для реализации моих научно-технических проектов применяются современные подходы к численному моделированию, к которым относятся продвинутые численные методы, современные математические модели и т.д., а также собственные разработки по данной тематике.
Отдельно хочу выразить благодарность сотрудникам Научно-образовательно центра компьютерного моделирования уникальных зданий, сооружений и комплексов имени А.Б. Золотова за помощь и поддержку в научной и проектной деятельности.
Расскажите, пожалуйста так, чтобы это было понятно даже далёким от науки людям: в чём суть вашего проекта?
Если говорить простыми словами, суть моего диссертационного исследования заключается в следующем: на основе физики и математики я определяю, как ветер при обтекании заставляет колебаться высотное здание. А это необходимо знать, чтобы в здании было комфортно находиться при сильных ветрах и не укачивало, а также, что самое важное, чтобы здание было надёжным и выдерживало даже ураганные ветра.
Что же касается тематики математического и численного моделирования физических процессов в строительстве, суть заключается в обеспечении надёжности, прочности и устойчивости зданий и сооружений. Для этого необходимо наше здание или сооружение рассчитать (определить нагрузки, которые на него будут действовать, определить, как будет сопротивляться конструкция). А для уникальных, особо ответственных и технически сложных зданий и сооружений предъявляют ещё большие требования к механической безопасности, чтобы оно не обрушилось даже при различных аварийных и нештатных ситуациях. Это возможно обеспечить только на основе расчётного анализа с использованием методов численного моделирования.
В каких сферах можно использовать данную технологию? Какую практическую пользу принесет её использование?
Технология, которую я разрабатываю в рамках своего диссертационного исследования, применяется для задач проектирования высотных зданий и сооружений при ветровом воздействии. Если рассматривать решаемые задачи более конкретно, то при проектировании высотных зданий и сооружений, численное моделирование аэродинамики и динамического отклика позволяет проводить детальный анализ ветровых воздействий при различных направлениях ветра на несущие и фасадные конструкции (с учётом средних и пульсационных ветровых воздействий). Это даёт возможность обеспечить механическую безопасность, то есть определить напряжённо-деформированное состояние фасадных и несущих конструкций, колебания и резонансные явления. Это помогает избежать возможных проблем в будущем.
Планируете ли вы работать над развитием этой темы дальше? Какие ещё есть темы в работе или в планах?
Данную тематику я планирую развивать и дальше, в частности рассматриваю возможность включения следующих аспектов и направлений:
1. Интеграция математической модели с реальными данными систем мониторинга и замеров климатических условий (местных метеостанций) для создания более точных и реалистичных моделей. Эту комплексную систему я планирую использовать в качестве цифрового двойника высотных зданий и сооружений при ветровом воздействии, определяя в режиме реального времени ветровое воздействие и поведение несущих и фасадных конструкций.
2. Возможна разработка собственного программного модуля для экспресс-оценки ветровых нагрузок и воздействий, а также динамического отклика на типовые формы зданий и сооружений. В основе программного модуля –разработка базы данных, а также численное моделирование. По этой тематике я получил грант на реализацию научного проекта.
Достижения, которыми вы гордитесь в работе
Своими главными достижениями считаю применение своих теоретических и практических знаний и навыков математического и численного моделирования физических процессов для реальных наукоёмких и значимых объектов строительства.
Из последних своих знаковых проектов, в которых принимал участие:
- Численное моделирование системы «основание – комплекс сооружений» коллайдера NICA с учётом геологических и гидрогеологических условий (г. Дубна, Московская область).
- Численные аэродинамические исследования интегральных характеристик различных концептуальных форм высотного здания и параметров пешеходной комфортности в зоне комплекса зданий Сити 2 (г. Москва).
- Научно-техническое сопровождение строительства Сибирского кольцевого источника фотонов (ЦКП «СКИФ») (г. Новосибирск)
- Разработка рекомендаций по назначению расчётных ветровых и снеговых нагрузок на конструкции Общественно-делового центра на основе трёхмерного численного решения задач аэродинамики (г. Челябинск).
Все эти проекты масштабны в своей реализации, требуют применения современных научно-технических решений, а часто и разработки новых подходов.
В научном направлении своими наиболее знаковыми достижениями считаю работы, посвящённые разработкам методик математического и численного моделирования для реализации подобных реальных передовых научно-технических проектов.
Как удаётся совмещать науку и жизнь? Остаётся ли время на семью, друзей, увлечения? Если да, расскажите о своих хобби.
Моё главное хобби – моя научная деятельность. Для меня математическое моделирование – это не сухая математика и строгие выкладки, а искусство создавать любые математические модели.
Мой любимый спорт – это армрестлинг, также люблю шахматы. Являюсь бронзовым призёром Москвы по армрестлингу (XXX МССИ). Данными видами спорта увлёкся как раз во времена своего студенчества в НИУ МГСУ.
Помимо частого участия в различных научно-технических конференциях, участвую в общественных и научно-инженерных мероприятиях, постоянный участник экспертного жюри международного инженерного чемпионата «CASE-IN» по направлению «Проектный инжиниринг».
Москва – столица научной, культурной и общественной жизни нашей страны, здесь всегда можно найти себе занятие для отдыха или развлечения по душе, однако предпочитаю проводить свой отдых на Кавказе, там красивая природа и жизнь течёт очень размеренно, без ощущения спешки.
Также моим хобби является преподавание в НИУ МГСУ. Я преподаю следующие дисциплины: прикладные задачи гидро- и газодинамики, математическое и компьютерное моделирование, теоретическая аэродинамика, аэродинамика сооружений, информационные технологии расчёта строительных конструкций.
Помимо основной деятельности в качестве научного сотрудника и преподавателя, веду собственный научный студенческой кружок, а также являюсь тренером сборной физико-математического олимпиадного клуба нашего университета и заместителем руководителя НИРС ИЦТМС. Мне нравится видеть, как талантливые студенты достигают успехов благодаря своему труду и таланту.
Любимый фильм и книга
Несмотря на всю важность художественной литературы по поддержанию и расширению культурного и интеллектуального развития, по большей части я предпочитаю научно-техническую литературу, дающую теоретические знания и практические навыки по пониманию окружающего мира.
Любимая книга – это та, которая на тебя повлияла больше всего. В моём случае такими книгами являются две «Библии», которые всегда находятся на моей почётной книжной полке на рабочем месте. К ним я часто обращаюсь: «Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности» и «Вычислительная аэродинамика в задачах строительства». Именно благодаря этим книгам, ещё будучи студентом, я заинтересовался тематикой математического и численного моделирования физических процессов в строительстве.
Любимый фильм назвать не смогу, но назову своих любимых режиссёров, чьи фильмы мне нравятся: Алексей Балабанов, Квентин Тарантино.