CC BY
47
2012 ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Сер. 1 Вып. 3
ХРОНИКА
ПАМЯТИ АНАТОЛИЯ АНДРЕЕВИЧА ГРИБА К 100-летию со дня рождения
В сентябре этого года исполняется 100 лет со дня рождения Анатолия Андреевича Гриба. Почти вся жизнь Анатолия Андреевича была тесно связана с нашим университетом. Он пришел в университет студентом, поступив в 1930 году на первый курс тогда еще физико-математического факультета Ленинградского государственного университета. В 1932 году этот факультет разделился на два: физический и математико-механический. С этого момента Анатолий Андреевич стал студентом мате-матико-механического факультета. После успешной защиты дипломной работы он был оставлен в аспирантуре на кафедре гидроаэромеханики.
По окончании аспирантуры его направили в Томский государственный университет на преподавательскую работу, где в 1940 году он блестяще защитил кандидатскую диссертацию на тему «Гидродинамическая теория взрывной волны», которая была удостоена первой премии на конкурсе молодых ученых Новосибирской области. В этой работе было впервые дано теоретическое доказательство правила для отбора устойчивой детонации взрывчатых веществ. Это правило было предложено Жуге еще в 1905 году, но на экспериментальной основе.
Отечественная война застала Анатолия Андреевича в Ленинграде. По состоянию здоровья он был лишен возможности принимать непосредственное участие в боевых действиях на фронтах Отечественной войны. Вначале он был послан на оборонные работы, а затем в команду МПВО в качестве заместителя командира подразделения. После эвакуации Ленинградского университета в г. Саратов с августа 1942 г. Анатолий Андреевич Гриб работал на кафедре гидромеханики ЛГУ.
С 1942 года по 1946 год он был заместителем декана математико-механического факультета. Почти в то же время (с 1942 по 1944 год) он одновременно руководил работой кафедры. По возвращении университета в Ленинград до конца своих дней Анатолий Андреевич — преподаватель математико-механического факультета Ленинградского государственного университета: сначала доцент, а затем профессор кафедры гидромеханики. Он заведовал кафедрой гидроаэромеханики Ленинградского уни-
верситета в трудные военные годы. Эти непростые обязанности ему пришлось исполнять и в последние годы своей жизни.
Анатолий Андреевич Гриб — автор свыше 60 научных работ. Круг его научных интересов был весьма широк. Он внес значительный вклад в развитие нестационарной газовой динамики. Его интересовали задачи обтекания тел сверхзвуковым потоком, вопросы теории взрыва и детонации, распространения ударных волн в газах, жидкостях и твердых телах. Занимаясь решением таких сложных задач математической физики, он естественно обратил свое внимание и на связанные с этим вопросы интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных.
Многие из полученных Анатолием Андреевичем результатов носят фундаментальный характер и включены в широко распространенные учебники и учебные пособия. Так, например, его труды по теории взрыва цитируются в книгах К. П. Станюковича, Я. Б. Зельдовича, А. С. Компанейца и других, а работы по гидравлическому удару — в курсе И. А. Чарного. Еще в 1938 году им была опубликована работа по исследованию плоского установившегося движения грунтовых вод. Для тех лет, на заре математической теории фильтрации, она была серьезным шагом вперед. В ней было дано решение задачи об установившемся движении грунтовых вод при наличии дренажной трубы, свободной поверхности и водонепроницаемого слоя. Полученные результаты явились серьезным вкладом в развитие теории фильтрации. Анатолию Андреевичу принадлежит также одна из простейших форм аналитического решения плоской сверхзвуковой задачи газовой динамики.
Анатолий Андреевич впервые определил параметры воздушной ударной волны вблизи заряда. В дальнейшем результаты этой работы были обобщены Л. Д. Ландау и К. П. Станюковичем на конденсированные взрывчатые вещества. С исключительной полнотой было исследовано нестационарное движение газа в трубах. Это исследование нашло применение при расчете истечения газообразных продуктов горения из камеры и сопла реактивного двигателя.
В большой статье «Нестационарное движение идеального газа в трубе переменного сечения» Анатолий Андреевич Гриб показал, как можно увязать процессы истечения и горения в камере и сопле реактивного двигателя. Для нестационарного истечения газа из камеры через сопло им получены весьма простые формулы для определения гидродинамических параметров в камере и сопле. В этом случае задача интегрирования системы дифференциальных уравнений газовой динамики сводится к интегрированию системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Для труб постоянного сечения было найдено новое точное решение уравнений газодинамики, отличное от римановского. За эти исследования Анатолию Андреевичу в 1950 году была присуждена первая премия Ленинградского государственного университета.
С 1949 года он занимается проблемой распространения ударных волн в воде. В это время Анатолий Андреевич был приглашен в институт Химической физики АН СССР на работу по совместительству, где возглавил теоретическую группу.
В период 1954-1961 годов сотрудники ИХФ принимали активное участие в решении комплекса научных и технических проблем, связанных с физикой и механикой подводного взрыва, разработкой методов и аппаратуры для экспериментальных исследований и обеспечения испытаний.
В 1955 году для подготовки подводных измерений группу механической аппаратуры укрепили теоретиками из Ленинградской лаборатории ИХФ. Возглавляемые Анатолием Андреевичем, они внесли весомый вклад в подготовку испытаний ядерного оружия на Северном полигоне.
В результате кропотливой работы были получены уравнение состояния, статическая и динамическая адиабата воды, справедливые для сверхвысоких давлений (порядка 800 тысяч атм), что послужило основой для теоретического сопровождения первых испытаний отечественного атомного оружия в океане.
Таким образом, при подводных ядерных взрывах на Северном полигоне при участии сотрудников ИХФ АН СССР и лично А. А. Гриба были отработаны образцы атомного вооружения для ВМФ. После этого флот стал самым эффективным видом вооруженных сил страны. Были исследованы физические процессы подводных взрывов в мелком водоеме. Определен характер действия подводного взрыва на технику и живые организмы.
Совместно с С. А. Христиановичем Анатолием Андреевичем была успешно разрешена трудная нелинейная проблема об отражении ударной волны в воде от свободной поверхности, которая обычно решалась в акустическом приближении. Однако, как показали эксперименты, проведенные при участии Анатолия Андреевича, это приближение не соответствовало опытным фактам. Особенно большие расхождения были обнаружены при нерегулярном отражении.
Проведенные Анатолием Андреевичем исследования показали существенную роль нелинейных эффектов в таких задачах. Ему удалось совместно с С. А. Хри-стиановичем построить решение этой трудной задачи в нелинейном приближении. Данные вычислений по построенной теории сопоставлялись с многочисленными экспериментальными данными, при этом совпадение оказалось исключительно хорошим по всем параметрам ударной волны.
В дальнейшем Анатолию Андреевичу вместе с его учеником О. А. Березиным удалось построить более строгую теорию, подтверждающую правомерность сделанных ранее допущений. При этом было найдено оригинальное параметрическое решение уравнений движения сжимаемой жидкости, описывающее как эллиптическую, так и гиперболическую область течения. Метод решения системы уравнений газовой динамики, предложенный в этой работе, был затем широко использован в целом ряде работ других авторов.
Особо следует отметить исследование Анатолия Андреевича о распространении ударных волн в воде, выполненное совместно с его ученицей Н. С. Медведевой. Эта работа является дальнейшим развитием теории Л. Д. Ландау, Л. И. Седова и С. А. Хри-стиановича о затухании ударных волн, т. е. о поведении ударных волн на значительном удалении от очага взрыва. Расчеты, сделанные по предложенной им с Н. С. Медведевой теории, с высокой степенью точности совпадают со всеми экспериментальными данными, известными в литературе по данной тематике.
В 1955 г. Анатолий Андреевич Гриб выполнил исследование по интегрированию уравнений газовой динамики в случае плоских, цилиндрических и сферических волн. При этом было получено решение, соотвествующее случаю нестационарного источника. В дальнейшем эта работа послужила темой различных обобщений.
Большой вклад внес Анатолий Андреевич и в теорию интегрирования нелинейных уравнений с частными производными. Полученные им результаты по обобщению уравнения Эйлера—Дарбу нашли широкое применение при решении многих важных задач механики сплошной среды. К циклу работ этого направления относятся работы по интегрированию уравнений неустановившегося движения жидкости при гидравлическом ударе в длинном трубопроводе переменной толщины и диаметра. Совместно с И. П. Гинзбургом было получено аналитическое решение задачи о гидравлическом ударе в длинном трубопроводе при линейном или линеаризованном законе внешнего
трения. При этом предполагалось, что диаметр и толщина стенок трубопровода меняются по длине. Эта работа нашла свое место в широко распространенных учебниках и учебных пособиях.
Применяя теорию интегрирования обобщенного уравнения Эйлера—Дарбу, Анатолий Андреевич совместно с А. Г. Рябининым построил приближенное решение уравнений плоского установившегося сверхзвукового движения газа в простом виде, удобном для решения краевых задач. В ряде работ уравнения газовой динамики, описывающие плоские установившиеся движения газа, путем соотвествующей аппроксимации коэффициентов сводятся к уравнению Эйлера—Дарбу. При этом в качестве искомых функций от характеристических переменных принимают потенциал скорости и функцию тока. В этих случаях или затруднен переход к физической плоскости, или усложнено решение краевых задач. Решение, предложенное Анатолием Андреевичем, выгодно отличается от всех предыдущих решений сверхзвуковой задачи, так как здесь отсутствует промежуточная плоскость: потенциал скорости, функция тока, что значительно облегчает решение основных краевых задач сверхзвуковой газовой динамики.
В 60-70-х годах Анатолий Андреевич Гриб и руководимая им группа тогда еще молодых сотрудников, его учеников, выполнили ряд работ по гиперзвуковой аэродинамике и распространению ударных волн в различных средах.
Под руководством и при непосредственном участии А. А. Гриба был определен класс нелинейных уравнений второго порядка с произвольным числом независимых переменных, которые преобразованием Эйлера—Ампера приводятся к линейным. Решения указанного типа были использованы для построения течения газа вблизи искривленной поверхности сильного разрыва в нелинейных задачах о маховском отражении сильной ударной волны от поверхности тонкого профиля и тела вращения, о дифракции при обтекании интенсивной ударной волной криволинейной стенки и т. п.
Полученные в теории интегрирования нелинейных уравнений второго порядка результаты позволили решить ряд задач теории тонкого крыла конечного размаха. В пространственном случае построено приближенное аналитическое решение нестационарной задачи обтекания равномерным однородным гиперзвуковым потоком идеального газа наветренной стороны тонкого крыла, форма поверхности которого зависит от времени. Для решения задачи используется метод тонкого ударного слоя. Головная ударная волна считается присоединенной к передней кромке крыла по крайней мере в одной точке. Найдены поправки первого приближения к основному, «ньютоновскому», течению. Для крыльев конечного удлинения, когда головная ударная волна присоединена вдоль всей передней кромки крыла, получены расчетные формулы для определения параметров газа в ударном слое. Во всех рассмотренных случаях система уравнений газовой динамики расщепляется и решение для поправок первого приближения к основному предельному течению выписывается в квадратурах.
Анатолий Андреевич всегда был в курсе всех новых задач, решение которых необходимо для практики. К такого рода задачам относятся исследования волновых процессов в твердых телах. Интерес к ним определялся, с одной стороны, их народно-хозяйственным значением, а с другой — потребностями обороны страны. Под руководством Анатолия Андреевича была решена задача о распространении упруго-пластической волны нагрузки в стержне конечной длины при нелинейной зависимости напряжения от деформации (А. И. Буравцев, 1963 г.).
По предложению Анатолия Андреевича А. И. Буравцевым (1967, 1970 гг.) был разработан аналитический метод построения волны разгрузки для различных ти-
пов зависимости напряжения от деформации с образованием ударной волны и без нее.
Анатолий Андреевич Гриб был прекрасным лектором и воспитателем научной молодежи, уделявшим много внимания подготовке ученых высокой квалификации. Лекционное мастерство его было самой высшей пробы, и хотя экзаменовал Анатолий Андреевич весьма либерально, курс усваивался студентами очень хорошо.
За свою почти сорокалетнюю педагогическую деятельность он дал путевку в науку целому ряду научных работников, у которых уже свои ученики. Результаты его научных исследований нашли свое место в широко распространенных учебниках и учебных пособиях. На его работы и сейчас ссылаются в научной литературе. Его отличала высокая требовательность к научным работам как своим, так и его учеников.
Имея весьма широкий круг научных интересов, Анатолий Андреевич Гриб отличался большой скромностью и никогда не вступал в споры о своем приоритете в научных исследованиях.
В нашей памяти он навсегда останется не только как талантливый ученый, которому свойственны строгая принципиальность, научная добросовестность, скромность в сочетании с большой душевной теплотой, но и как человек, прекрасно знавший русскую классическую литературу и умевший к месту ее цитировать.
Вот уже 34 года прошло с тех пор, как он ушел от нас в другой мир, но остались его научные труды. Его идеи, его подходы к изучению сложных научных вопросов продолжают жить в работах его учеников. Довольно часто при обсуждении различных газодинамических проблем мы представляем, а как бы Анатолий Андреевич подошел к решению той или иной задачи, какой бы вопрос он задал докладчику на семинаре. В общении он был очень прост и легко доступен и для студентов, и для сотрудников.
Те, кому выпало счастье долгое время общаться с Анатолием Андреевичем, слушать его лекции, работать под его руководством, участвовать в научных семинарах и обсуждениях совместных исследований, вспоминают его с большой теплотой.
С. К. Матвеев, В. И. Богатко, Е. А. Потехина
