CC BY
12
ГАНУ «ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» АН РБ
Институт создан Постановлением Правительства РБ от 7 апреля 2009 г. на базе Стер-литамакского филиала АН РБ, организованного 2S ноября 1996 г.
ГАНУ «ИПИ» АН РБ объединил пять отделов: физико-математических и технических наук, социально-гуманитарных исследований, прикладной химии и экологии, нефтегазовых и ресурсосберегающих технологий, медико-биологических исследований, в составе которых 11 совместных научных лабораторий, работающих на базе вузов и промышленных предприятий южного региона РБ.
В институте работают 2 чл.-корр. АН РБ и 47 докторов наук.
За годы деятельности филиала и института защитили 46 человек докторские и 206 -кандидатские диссертации. Проведено 13 научных конференций регионального, 26 - всероссийского, 9 - международного уровня, школы и совещания-семинары. Издано 76 сборников научных трудов, 121 монография, 204 учебника, 876 статей в центральной и зарубежной печати, получено 338 патентов на изобретения.
С 2003 по 2007 год работал специализированный совет по защите кандидатских диссертаций. За эти годы защищено 40 диссертаций на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.
Ведущими научными направлениями исследований являются:
• дифференциальные уравнения (чл.-корр. АН РБ, К.Б. Сабитов; д.ф.-м.н.: А.И. Кожанов, Л.М. Кожевникова, В.Н. Кризский, С.А. Муста-фина; к.ф.-м.н.: А.Х. Исянгильдин, В.З. Вага-пов, А.А. Гималтдинова, Г.Г. Биккулова, Н.В. Шу-строва, Ю.К. Сабитова, Н.А. Хисамутдинова, С.Л. Хасанова, М.Ф. Мугафаров, Р.Г. Идрисов);
• механика (чл.-корр. АН РБ, В.Ш. Шага-пов; д.ф.-м.н. И.К. Гималтдинов; к.ф.-м.н.: И.Г. Хусаинов, Г.Я. Хусаинова, Г. Р. Галиаска-
рова, З.А. Булатова, У. Р. Ильясов, Ф.Ф. Ахма-дуллин, М.К. Хасанов, В.Л. Дмитриев, Р.Р. Ура-зов, Р.М. Хафизов);
• физика, астрофизика (д.т.н.: А.И. Филиппов, А.Л. Галиев; д.ф.-м.н.: H.H. Биккулова, П.Н. Михайлов; к.ф.-м.н.: М.Я. Гареева, О.В. Миколайчук, М.С. Муллакаев, О.В. Ахме-това, М.Р. Минлибаев, Е.М. Девяткин);
• медицина (д.м.н.: В.Р. Ибрагимов, О.С. Попов; к.м.н. В.А. Кочанова);
• биология (д.б.н.: Д.Н. Карпов, А.Н. Мам-цев, В.Н. Козлов; к.б.н.: А.П. Голощапов, С.Н. Петрова, С.С. Петров, Б.Ю. Чаус, В.А. Михайлова, К.М. Рудаков, Н.А. Елисеева);
• русская филология (д.филол.н.: И.Е. Карпухин, В.А. Зарецкий, И.А. Сыров, В.А. Беглов, Е.И. Беглова; к.филол.н.: Н.В. Пятаева, Э.А. Радь, М.Ш. Кагарманова);
• башкирская филология (д.филол.н.: К.Г. Иш-баев, Д.С. Тикеев, Г. Р. Абдуллина, РА. Абута-липова; к.филол.н.: Г.Г. Кагарманов, Г. Р. Абдул-лина);
• прикладная химия и экология (чл.-корр. АН РБ А.К. Панов; поч. акад. АН РБ Ф.М. Гази-зов; д.т.н.: А.А. Шатов, Р.Н. Загидуллин, Н.С. Шу-лаев; д.х.н. В.И. Левашова);
• нефтегазовые и ресурсосберегающие технологии (д.х.н. И.Х. Бикбулатов; д.т.н.: И.Ю Хасанов, М.Г. Баширов, Р.Г. Вильданов; к.т.н. И.В. Рогозин);
• история, археология, социология (д.и.н. Д.П. Самородов, д.с.н. Н.М. Карамышева; к.и.н. С.В. Сиротин);
• новые информационные технологии (д.т.н.: А.И. Каяшев, Н.И. Тюков, И.А. Акимов);
педагогика, психология, частные методики (д.пед.н.: Н.М. Ахмерова, П.П. Козлова, Р.В. Канбекова, А.Л. Фатыхова, Е.В. Головне-ва; д.псих.н.: Ф.Х. Уразаева, Т.Д. Дубовицкая, Г.Б. Жанбуршина; к.пед.н.: С.С. Салаватова, Ф.Т. Шишкин, А.М. Анохин; к.ф.-м.н. А.В. Дорофеев).
Коллектив лаборатории «Прикладной математики и информатики». 2006 г.
Коллектив лаборатории прикладной физики и механики. 200S г.
Результаты исследований
Отдел физико-математических и технических наук
Найдены собственные значения и соответствующие собственные функции спектральных задач, соответствующих краевым задачам Трикоми, Геллерстедта, Франкля и др., для операторов Лаврентьева-Бицадзе, Чаплыгина, Келдыша в специальных областях; построенные системы собственных функций исследованы на полноту и показано их применение при решении соответствующих краевых задач в виде суммы биортогональных рядов, т.е. разработан аналог метода Фурье для решения
краевых задач для уравнений смешанного типа.
Установлены экстремальные свойства решений разностных аналогов систем уравнений смешанного типа и на их основе получены теоремы об однозначной разрешимости разностных задач Трикоми и Геллерстедта.
Установлены критерии единственности регулярных решений локальных (задач Дирихле, Неймана и др.) и нелокальных краевых задач для уравнений смешанного типа, моделирующих двумерные установившиеся околозвуковые течения в прямоугольных областях (К.Б. Сабитов).
Для уравнений смешанного параболо-ги-перболического типа в прямоугольной облас-
ти изучены обратные задачи, связанные с поиском правой части.
Методом спектрального анализа установлен критерий единственности решения поставленных обратных задач, решения которых построены в виде суммы ряда по системе собственных функций соответствующих спектральных задач (К.Б. Сабитов).
Для параболических уравнений второго порядка установлен класс единственности решений первой смешанной задачи, зависящий от геометрии границы неограниченной области, который в ряде случаев шире известных. Для уравнения теплопроводности построены примеры неединственности, подтверждающие точность геометрического и теклиндовского классов единственности в широких классах областей вращения.
Для первой смешанной задачи в случае псевдодифференциальных параболических уравнений впервые выделен класс единственности теклиндовского типа. Установлен также другой класс единственности решений, зависящий от геометрии неограниченной области. Доказаны теоремы существования решений первой смешанной задачи с экспоненциально растущими начальными функциями в этих классах единственности.
В случае квазилинейного параболического уравнения второго порядка расширен класс областей, в которых установлены оценки скорости стабилизации решения и доказана их точность. Для псевдодифференциальных параболических уравнений впервые получены оценки сверху, характеризующие поведение решения при больших значениях времени рассматриваемой задачи с финитной начальной функцией (Л.М. Кожевникова).
Разработан комбинированный метод решения прямых задач математической физики в кусочно-однородных средах на основе методов интегральных преобразований, интегральных уравнений и интегральных представлений. Метод позволяет осуществлять пересчет функции Грина одной среды в функцию Грина другой, геометрически более простой. Осуществлена апробация метода для стационарных задач разведочной геофизики (геоэлектрики) (В.Н. Кризский).
Разработаны элементы теории, имитационные модели и системы адаптивного управления по величине рассогласования для производственно-рыночных экономических сис-
тем, обеспечивающие динамическую согласованность возможностей производства с потребностями рынка готовой продукции. Разработана компьютеризированная инженерная методика синтеза минимизированных логических структур большой размерности на основе расширенных булевых матриц (для циклических алгоритмов) и четких последовательност-ных уравнений (для разветвляющихся и параллельных алгоритмов), позволяющая в 2^-3 раза сократить сроки проектирования и на 30-И-0 % снизить стоимость систем управления технологических установок в машиностроительной и нефтехимической отраслях промышленности. Предложен быстродействующий алгоритм нечеткого логического вывода, на основе которого построен новый тип нечетких регуляторов с малым временем отклика и расширенной областью применения для управления динамическими и нестационарными технологическими объектами (А.И. Каяшев).
Развита теория динамики двумерных нелинейных и детонационных волн в пузырьковых жидкостях. Изучены особенности взрыва кластера пузырьков с горючей газовой смесью, находящегося в объеме чистой жидкости под воздействием акустических волн. Установлено, что за счет двумерных и нелинейных эффектов можно осуществить взрыв таких кластеров даже при амплитуде инициирующей волны давления порядка нескольких атмосфер (В.Ш. Шагапов, И.К. Гималтдинов).
В результате изучения течений углеводородных газов в трубопроводах установлены особенности роста склеротических газогид-ратных бляшек на стенках трубопроводов. Это позволяет выбрать наиболее эффективные режимы эксплуатации газопроводов, увеличивающие межремонтный пробег и являющиеся теоретической базой методов очистки трубопроводов от засорений газогидратными отложениями (В.Ш. Шагапов).
Разработана модификация асимптотического метода для решения краевых задач сква-жинной термодинамики, которая позволила получить формулы для температурного поля в стволе нефтегазовой скважины и в пласте. Показано, что нулевое приближение соответствует усредненному по сечению скважины значению температуры. Коэффициенты первого и более высоких порядков асимптотического разложения соответствуют поправкам к среднему значению и описывают пространствен-
ные распределения температуры в области осреднения. Найдены решения задач о температурном поле, имеющие важнейшее значение для фильтрации нефти, газа и газожидкостной смеси в нефтегазовых пластах (основная задача термодинамики в нефтедобыче), кислотной и других видов обработки нефтегазовых пластов с целью увеличения нефтеотдачи, динамики примесей при закачке их в нефтегазовые пласты и при подземном захоронении радиоактивных отходов, распространения вредных примесей при аварийных выбросах в речные водоемы (А.И. Филиппов, П.Н. Михайлов).
Разработаны конструкции экструзионных головок для изготовления многослойных труб и плоских изделий из полимерных материалов; устройство для измельчения отходов от полимерных изделий и использования их повторно в процессе экструзии; конструкция двух-роторного смесителя для процесса экструзии, конструкции вальцев, применяемые при производстве полимерных рифленых листов и пресс-форм, полимерных блоков - оросителей и каплеуловителей для градирен тепловых электростанций, а также барботажно-вихре-вые аппараты с регулируемыми лопастями нового поколения, эффективно улавливающими частицы в газовых выбросах (А.К. Панов).
Разработана экспериментальная установка для изучения теплофизических процессов и создано программное обеспечение оптимизации процесса полимеризации при изготовлении лопастей летательных аппаратов (Н.И. Тюков, И.А. Акимов, г. Кумертау).
Отдел нефтегазовых и ресурсосберегающих технологий
Рис. I. Фильтр-грязеуловитель быстроочищаемый
ханических примесей и посторонних предметов в сырой нефти и нефтепродуктах; защиты приборов и оборудования нефтепроводов.
Рабочая среда: нефть плотностью от 750 до 900 кг/м3, с максимальной температурой 500°С, максимальным содержанием сероводорода 0,01 и углекислого газа до 1% объемных, максимально кинематической вязкостью 0,00015 м3/с (1,5 Ст) и максимальным газовым фактором при нормальных условиях 200 м3/м3.
Фильтры удобны в эксплуатации. Позволяют за 10-15 мин производить замену фильтрующих элементов. Фильтрующие элементы многократного использования поставляются отдельно по желанию заказчика. Они изготавливаются серийно, защищены патентами РФ. Изделие награждено дипломами «100 лучших товаров РБ» и «100 лучших товаров России».
Устройства применяются для ускоренного и упрощенного запуска и приема снарядов очистки и диагностики в трубопроводы различного назначения, за счет использования быстродействующих (хомутовых) затворов с одним
Разработано и освоено более S0 видов нового оборудования, в т.ч. востребованные нефтегазопромышленниками и производимые серийно: концевые затворы для трубопроводов и аппаратов; фильтры-грязеуловители на различные диаметры труб и давление (рис. I; табл. I, 2); устройства запуска и приема средств очистки и диагностики трубопроводов (рис. 2); комплект ремонтной камеры трубопроводов в условиях обводненной местности и др.
Фильтр-грязеуловитель применяется для удаления твердых включений парафина, ме-
Рис. 2. Устройство запуска и приема поточных средств в трубопроводы
Таблица I
Основные техническо-экономические показатели фильтров-грязеуловителей
Наименование параметров Значения
Диаметр трубопровода, мм* 325 377 530 720 820 1020 1220
Внутренний диаметр корпуса фильтра, мм 550 800 1100 1100 1300 1600 1600
Давление, МПа рабочее расчётное пробное при гидроиспытании 4,0; 6,3; 7,5 4,0; 6,3; 7,5 5,9; 9,4; 11,2
Температура,С° рабочая сред расчётная стенка мин.тетература стенок от минус 20 до плюс 80 80 минус 60
Внутренний объём, м3 1,5 2 3 6 7,5 14,8 16,7
Масса,т 3,3 3,8 5,5 7,5 8,3 14 17,2
винтом, эксцентрического переходника, увеличенной длины камер и других преимуществ.
Устройства могут быть использованы в холодном и умеренном климате.
Они защищены патентами РФ, изготавливаются серийно, применяются практически во всех нефтегазовых компаниях СНГ и в ряде зарубежных стран.
Результаты научных исследований и конструкторских разработок внедрены во всех крупных нефтегазодобывающих и трубопроводных компаниях: акционерных обществах АК «Транснефть», АК «Транснефтепродукт»,
АНК «Башнефть», ОАО «Татнефть», РАО «Газпром», ОАО «Салаватнефтемаш», ОАО «Бе-лебеевский механический завод», АО «Сала-ватгидромаш» (И.Ю. Хасанов, г.Салават).
Отдел медико-биологических исследований
Разработаны новые виды биологически активных добавок, содержащие в качестве органической матрицы высокометоксилиро-ванный пектин - полисахарид растительного генеза. В результате лабораторных исследований на животных установлено, что йод-по-
Таблица 2
Основные технические показатели
Наименование параметров Величина параметра
Условный диаметр тр^о провода, мм. 80 100 150 200 250 300 350 400 500
А - корпус камеры с переходником, мм. 2915 2195 2195 5000 5150 5000 5000 6500 6500
С - условный дааметр ^меры, мм. 200 200 200 250 300 350 400 500 600
Е - гаостовик камеры приема, мм. 400 400 400 800 800 800 800 800 800
Д - условный дааметр мостовика, мм. 80 100 150 200 250 300 350 400 500
В - хвостовик камеры запуска, мм. 400 400 400 2500 2350 2500 2500 5000 5000
Масса комплекта,т. 0,5 0,51 0,72 1,87 2,81 3,87 4,08 5,87 9,24
Давление,МПа - чее, РР - ное 7,5 1,5 Рр
Время извлечения и запасовки поточных средств, мин, не более 20...30
Коллектив лаборатории прикладной химии. 2005 г.
Коллектив лаборатории транспорта. 2005 г.
лисахаридные соединения в составе пищевых рационов обладают специфической биологической активностью в отношении тирео-идной системы: исследуемые органомине-ральные соединения способствовали восстановлению нарушенных функций щитовидной железы при экспериментальном гипотиреозе, отмечена нормализация уровней содержания свободного тироксина (Т4), ЗДЗ'-трийодтиро-нина (Т3) и тиреотропного гормона (ТЭН) в сыворотке крови лабораторных крыс (А.Н. Мам-цев, г. Мелеуз).
Показано, что у жителей городов с развитой нефтехимической промышленностью наблюдаются высокий уровень хромосомной нестабильности и повышение активности пере-кисного окисления липидов. Установлено, что уровень хромосомных аберраций повышается, а активность антиоксидантной системы снижается в ряду сельские жители - городские жители - городские жители, работающие во вредных условиях. Риск развития рака молочной железы связан с увеличением цитоге-нетической нестабильности и снижением ак-
Коллектив лаборатории медико-генетических исследований. 2006 г.
тивности ферментов антиоксидантной системы (В.Р. Ибрагимов).
Установлены и обоснованы синтаксоны га-лофитной, прибрежно-водной, овражно-балоч-ной растительности с использованием эколо-го-флористического подхода. Разработана система биомониторинга (гидробиологического, микробиологического, эколого-флористическо-го, морфо-физиологического и др.) компонентов наземных и водных экосистем Южного Урала. Выявлены закономерности влияния антропогенного загрязнения природной среды на флору и фауну в степном Предуралье РБ (Д.Н. Карпов).
Отдел прикладной химии и экологии
Разработаны электрохимические технологии для переработки технологических растворов и очистки сточных вод от сульфидов, никеля и хрома; математические модели и пакеты программ по моделированию процессов тепло-массообмена в технологической аппаратуре (рис. 3,4; И.Х. Бикбулатов, Н.С. Шула-ев, Р.Р. Даминев).
Найден оптимальный режим очистки сырого рассола с повышенным содержанием маг-
ния с использованием полимерного продукта. Разработаны технологии получения из отходов и полупродуктов содового производства химически осажденного мела с высоким показателем белизны и малой насыпной плотностью, высокоактивного оксида кальция. В лабораторных условиях отработаны схемы получения СаО с меньшим содержанием примесей и повышенным показателем белизны. Для фирмы «Сан Габен» разработан способ получения СаО из химически осажденного мела (А.В. Воронин, А.А. Шатов).
Освоена технология получения нового кремнеземного наполнителя для шинной промышленности и отрасли резинотехнических изделий - «Российской силики-17S» (А.А. Ша-тов).
Разработана и внедрена технология получения аминоэпихлоргидриновых смол (АЭС), применяемых в качестве флокулянтов при получении питьевой воды и очистки сточных вод. Эти флокулянты не уступают по своим коагулирующим свойствам французским аналогам: Р1_ 17, Р1_ 4S, Праестол 650 ТК (Р.Н. За-гидуллин).
Впервые в мировой практике производства синтетических каучуков разработан и вне-
Рис. 4. Устройство для проведения реакции разложения минерального сырья (диссоциации карбоната кальция) под действием СВЧ-излучения
Рис. 3. Реакционное устройство для проведения гетерогенных газофазных эндотермических процессов под действием СВЧ-излучения при температурах до 700 0С с внешней теплоизоляцией реактора и до 1200 0С с внутренней футеровкой
дрен в ОАО «Синтез-каучук» процесс получения экологически чистого неодимового полиизопрена. Его марка СКИ-5ПМ используется в медицинской и пищевой промышленности. Разработан способ приготовления неодимо-вой каталитической системы на основе оксида неодима и разветвленных карбоновых кислот, который отличается от известного своей экономичностью, экологической чистотой и простотой. Применение этого способа позволит снизить себестоимость изопренового каучука СКИ-5, увеличить объем его производства (Ю.П. Баженов).
Отдел социально-гуманитарных исследований
Дано монографическое описание лексического строя башкирского языка, выявлены особенности семасиологических явлений, определены языковые пласты в составе башкирской гидронимии и оронимии, описаны пути формирования и развития башкирской научной терминологии (К.Г. Ишбаев, Г.Г. Кагарма-нов).
Впервые был составлен и опубликован «Словарь паронимов башкирского языка». Изучена морфемная и словообразовательная система башкирского языка. Впервые составлен
и издан «Словообразовательный словарь башкирского языка» (К.Г. Ишбаев, З.К. Иш-кильдина).
Установлены структурно-семантические, функционально-коммуникативные и эмоциональные типы простых и сложных предложений (Д.С. Тикеев, Г.А. Рысаева, Г.Д. Валиева, Л.Л. Самигуллина, Ф.Я. Хабибуллина).
Осуществлены раскопки древних поселений, курганов и грунтовых могильников эпохи бронзы, раннего железного века, средневековья, собран этнографический материал, который дает возможность для установления куль-турогенетических процессов, протекавших во II - I тыс. до н.э. (С.В. Сиротин).
Прослежены сложные процессы взаимодействия фольклора русских, башкир, татар, чувашей и других народов РБ, показаны различные формы творческого взаимообогащения в полиэтнической среде, рассмотрен новый аспект в фольклористике - двуязычный фольклор как характерное явление для РБ (И.Е. Карпухин).
Обоснованы приоритетные направления мотивации профессиональной деятельности в сфере промышленного производства, раскрыты механизмы стратегического управления предприятием, разработаны концепции социального развития производственной орга-
Коллектив лаборатории гуманитарных наук. 2006 г.
низации в условиях перехода к рынку и местного (городского) самоуправления (Н.М. Кара-мышева).
Установлены международные связи с:
- американским математическим сообществом; журналом «Zentralblatt Math» (Германия);
- компаниями LAROX (Финляндия); NETZCH (Германия); NIRO A/S (Дания); DIEMME (Италия); ЭРНСТБРУННЕР-КАЛЬК-ТЕХНИК (Австрия); IEP (Австрия);
- онкологическим центром США (штат Бе-тезда) и другими фирмами Италии, Германии, Израиля;
- онкологическим диспансером «Теллур-Медикс» (Болгария); институтои Устойчивых сообществ Агентства по международному развитию (США); Институтом оптимальной медицины, Представительством Харьковского института криобиологии и криомедицины НАН (Украина);
- фирмами «DECEUNINCK» (Бельгия); «Nova Science Publishers» (Нью-Йорк, США);
- аграрно-педагогическим университетом STOAS г. Дронтен (Нидерланды);
- университетом имени М.Склодовской-Кюри в Париже, университетом в Бахрейне;
- фирмой TEKPEN, в содружестве ИПТЭР с СП «Вьетсовпетро» (Вьетнам); Литовским энергетическим институтом (Литва);
- Чикагским университетом (штат Иллинойс, США);
- Фушунским нефтяным институтом (Pushun Petroleum Institute) (г.Фушунь, Китай).
Государственные награды
Лауреаты:
Государственной премии СССР -Ф.М. Газизов (1991)
Государственной премии РБ в области науки и техники - А.А. Шатов, А.В. Воронин, В.Г. Карпов, Ю.А. Иванов, А.А. Тимофеев (2007).
Заслуженные деятели науки:
РФ - Р.Н. Загидуллин (2008), К.Г. Ишбаев (2009);
РБ - А.К. Панов (1990), К.Б. Сабитов (1999), А.И. Филиппов (2002), И.Ю. Хасанов (2002), К.Г. Ишбаев (2002), Р.Н. Загидуллин (2003), И.Х. Бикбулатов, И.Е. Карпухин, Д.С. Тикеев (2006);
Заслуженные изобретатели СССР -А.И. Каяшев, А.А. Шатов;
Заслуженный работник пищевой индустрии РБ - А.Н. Мамцев;
Заслуженный врач РБ - В.Р. Ибрагимов (2004).
Заслуженный химик РФ и РБ - Ф.М. Гази-зов.
К.Б. Сабитов,
член-корреспондент АН РБ, директор института
