Полвека в науке
Махмут КАСАБЕКОВ, профессор Евразийского национального университета им. Л. Гумилева
Абдуманап Абдураманов после окончания в 1964 году с отличием Шымкентского государственного педагогического института по специальности «физика и общетехнические дисциплины» начал заниматься исследованием движения винтовых и вихревых потоков жидкости в цилиндро-конических трубах (гидроциклонах) в Казахском научно-исследовательском институте водного хозяйства (КазНИИВХ). В 1971 году за разработку нового способа улавливания наносов (твердых частиц) на всасывающей линии центробежного насоса он был удостоен ученой степени кандидата технических наук. В 1989-м ученому присвоена степень доктора технических наук за разработку «Основы гидравлики гидроциклонных насосных установок». Механика вихревых и закрученных потоков жидкости таким образом стала темой его научной деятельности на всю жизнь.
Ученый заведовал кафедрой «Теоретическая механика», затем руководил кафедрами «Гидравлика», «Гидроэнергетика», «Водные ресурсы». И всегда на высоком научно-методическом уровне организовывал научные и учебные работы в лабораториях этих кафедр. Воспитал многих известных ученых, среди них – доктора наук, профессора Сейтхан Койбаков, Жузбай Касымбеков, Шерим Тулегенов, Манат Тлебаев, доктора PhD Мурат Абдиров, Турсын Ибраев, Жамалхан Минарбеков, Абзал Жумабеков и автор этой статьи. Профессор Абдураманов немало сил и энергии приложил к решению фундаментальных проблем гидродинамики. Впервые получил вывод уравнений Навье-Стокса в функциях «вторых вихрей» в криволинейной ортогональной системе координат. Упрощенный вывод этих уравнений в декартовой системе координат в свое время был выполнен знаменитым Николаем Жуковским.
Не менее интересен тот факт, что уравнения турбулентного движения жидкости (уравнения Рейнольдса) до сих пор применялись только в декартовой и цилиндрической системах координат. Полная структура этих уравнений в сферической системе координат не была известна. Теперь благодаря усердию профессора Абдураманова гидродинамики получили такой математический аппарат. Уравнения будут использованы при решении задач сферической (шарообразной) формы движения твердых и жидких тел.
Крупным достижением гидродинамики, а также гидравлики в целом, стала разработка Абдурамановым теории уникального явления природы – совершенного гидравлического прыжка. Уравнения, теоремы и формулы, носящие имя автора, вошли в учебники, учебные пособия для студентов казахстанских вузов.
Одно из фундаментальных понятий естествознания – «сила». А вот поперечная сила давления жидкости на вращающееся тело, обтекаемое однородным потенциальным потоком, ныне определяется формулой Абдураманова. Им раскрыт механизм вовлечения активной струей пассивного (спутного) потока при истечении струи в ограниченное цилиндрическое пространство (в струйных насосах, гидроэлеваторах, эжекторах, инжекторах). Вообще, захват воздуха обычной прямоточной струей происходит именно под действием силы Абдураманова. Эти фундаментальные открытия послужили основой решения многих производственных задач.
Впервые в мировой практике предложен способ интенсификации процессов разделения двухфазных сред и улавливания наносов на всасывающей линии лопастных насосов (способ Абдураманова-Жангарина), и на его основе разработаны уникальные гидроциклонные насосные установки, разновидности (по отраслям промышленности) которых создаются и развиваются в настоящее время во многих странах мира (Япония, США, Россия, Болгария и другие). Отличительная особенность этих установок – то, что они многофункциональны, относятся к интенсивным технологиям, одновременно выполняют несколько процессов технологии, которые ранее осуществлялись в отдельности базовым насосом, отстойником, сепаратором, флотатором и другим дорогим оборудованием, занимающим большие производственные площади и требующим большого числа обслуживающего персонала. Разработана обобщенная теория гидроциклонных насосных установок, работающих в напорном, напорно-вакуумном и вакуумном условиях при произвольном расположении гидроциклона в пространстве (устьем конуса вниз, верх и наклонно).
Составлены дифференциальные уравнения движения однородной жидкости и твердых частиц в циклонной камере, определены диаметры граничных частиц в гидроциклоне. Аналитически выведена общая формула для вычисления размеров граничных зерен, из которой получены: обобщенная формула для вертикально расположенных гидроциклонов устьем конуса вниз, формула для горизонтально расположенных гидроциклонов и формула для гидроциклонов, расположенных под углом к вертикальной плоскости.
Усовершенствована теория работы широко распространенных прямоточных струйных аппаратов (струйных насосов, гидроэлеваторов, эжекторов) путем раскрытия механизма вовлечения пассивного потока в активную струю на основе эффекта Дюпюи-Магнуса. Аналитически выведена формула для вычисления величины и определения направления действия поперечной силы (силы Абдураманова) при поступательном движении вращающегося вихря. Им впервые показано увеличение коэффициента эжекции (коэффициента полезного действия) струйного аппарата при закрученном подводе одного (активного или пассивного) из смешивающихся потоков или закрутке обеих струй. Этот факт послужил основой для разработки одноповерхностных и двухповерхностных вихревых гидроструйных аппаратов (струйных насосов и гидроэлеваторов). КПД этих гидроструйных аппаратов сравнимо с КПД малых центробежных насосов, что стало значительным достижением в этой области.
Разработана теория вихревых одноповерхностных и двухповерхностных гидроструйных аппаратов на основе теоремы об изменении кинетической энергии механической системы, так как прежняя теория была основана на теореме об изменении количества движения механической системы. Но для вихревых течений последняя теорема неприменима.
Абдуманапу Абдураманову, а в нынешнем году он отмечает 75-летие, по праву есть чем гордиться. Ученый опубликовал 213 научных работ, из них более 50 посвящены разработке физико-математических основ инженерных (технических) проблем. Он автор (или соавтор) 121 изобретения, защищенного авторскими свидетельствами СССР, патентами России и инновационными патентами Казахстана.
Под научным руководством А. Абдураманова защищены четыре докторских и десять кандидатских диссертаций, пятеро воспитанников стали докторами PhD, девять – магистрами наук. Абдуманап Абдураманов достойно представлял результаты своих научных исследований на крупных международных форумах. Помимо научной деятельности, академик ведет большую педагогическую и общественную работу. Читает лекции по теоретической механике, механике жидкости и газа, гидравлике, моделированию гидравлических процессов, опубликовал учебник и несколько учебных пособий по гидравлике и механике жидкости. Ученый руководит комплексным научно-техническим семинаром «Проблемы водного хозяйства, гидротехники и мелиорации» при ТарГУ им. М. Дулати.
А. Абдураманов – участник XV Казахстанской международной выставки «Образование и Карьера», организованной Российской академией естествознания (РАЕ). Представленные на выставке в Алматы в апреле нынешнего года учебник по гидравлике на казахском языке, две монографии и учебное пособие автора награждены дипломами РАЕ.
Изобретательская деятельность Абдуманапа Абдураманова отмечена серебряной (1991 год) и бронзовой (1976 год) медалями ВДНХ СССР, золотой медалью им. В. Блинникова Евразийского патентного ведомства (2012 год) и медалью им. А. Нобеля (2015 год). Учебник «Гидравлика» удостоен бронзовой медали имени А. Байтурсынова Ассоциации вузов Казахстана (2014 год).
Кроме того, ученый – обладатель двух государственных грантов «Лучший преподаватель вуза» и золотых медалей М. Ломоносова и И. Ньютона Европейского научно-промышленного консорциума (ESIC). Недавно за значительный вклад в развитие мировой науки Российской академией естествознания Абдуманап Абдураманов награжден орденом PRIMUS INTER PARES («Первый среди равных»).
Ученый заведовал кафедрой «Теоретическая механика», затем руководил кафедрами «Гидравлика», «Гидроэнергетика», «Водные ресурсы». И всегда на высоком научно-методическом уровне организовывал научные и учебные работы в лабораториях этих кафедр. Воспитал многих известных ученых, среди них – доктора наук, профессора Сейтхан Койбаков, Жузбай Касымбеков, Шерим Тулегенов, Манат Тлебаев, доктора PhD Мурат Абдиров, Турсын Ибраев, Жамалхан Минарбеков, Абзал Жумабеков и автор этой статьи. Профессор Абдураманов немало сил и энергии приложил к решению фундаментальных проблем гидродинамики. Впервые получил вывод уравнений Навье-Стокса в функциях «вторых вихрей» в криволинейной ортогональной системе координат. Упрощенный вывод этих уравнений в декартовой системе координат в свое время был выполнен знаменитым Николаем Жуковским.
Не менее интересен тот факт, что уравнения турбулентного движения жидкости (уравнения Рейнольдса) до сих пор применялись только в декартовой и цилиндрической системах координат. Полная структура этих уравнений в сферической системе координат не была известна. Теперь благодаря усердию профессора Абдураманова гидродинамики получили такой математический аппарат. Уравнения будут использованы при решении задач сферической (шарообразной) формы движения твердых и жидких тел.
Крупным достижением гидродинамики, а также гидравлики в целом, стала разработка Абдурамановым теории уникального явления природы – совершенного гидравлического прыжка. Уравнения, теоремы и формулы, носящие имя автора, вошли в учебники, учебные пособия для студентов казахстанских вузов.
Одно из фундаментальных понятий естествознания – «сила». А вот поперечная сила давления жидкости на вращающееся тело, обтекаемое однородным потенциальным потоком, ныне определяется формулой Абдураманова. Им раскрыт механизм вовлечения активной струей пассивного (спутного) потока при истечении струи в ограниченное цилиндрическое пространство (в струйных насосах, гидроэлеваторах, эжекторах, инжекторах). Вообще, захват воздуха обычной прямоточной струей происходит именно под действием силы Абдураманова. Эти фундаментальные открытия послужили основой решения многих производственных задач.
Впервые в мировой практике предложен способ интенсификации процессов разделения двухфазных сред и улавливания наносов на всасывающей линии лопастных насосов (способ Абдураманова-Жангарина), и на его основе разработаны уникальные гидроциклонные насосные установки, разновидности (по отраслям промышленности) которых создаются и развиваются в настоящее время во многих странах мира (Япония, США, Россия, Болгария и другие). Отличительная особенность этих установок – то, что они многофункциональны, относятся к интенсивным технологиям, одновременно выполняют несколько процессов технологии, которые ранее осуществлялись в отдельности базовым насосом, отстойником, сепаратором, флотатором и другим дорогим оборудованием, занимающим большие производственные площади и требующим большого числа обслуживающего персонала. Разработана обобщенная теория гидроциклонных насосных установок, работающих в напорном, напорно-вакуумном и вакуумном условиях при произвольном расположении гидроциклона в пространстве (устьем конуса вниз, верх и наклонно).
Составлены дифференциальные уравнения движения однородной жидкости и твердых частиц в циклонной камере, определены диаметры граничных частиц в гидроциклоне. Аналитически выведена общая формула для вычисления размеров граничных зерен, из которой получены: обобщенная формула для вертикально расположенных гидроциклонов устьем конуса вниз, формула для горизонтально расположенных гидроциклонов и формула для гидроциклонов, расположенных под углом к вертикальной плоскости.
Усовершенствована теория работы широко распространенных прямоточных струйных аппаратов (струйных насосов, гидроэлеваторов, эжекторов) путем раскрытия механизма вовлечения пассивного потока в активную струю на основе эффекта Дюпюи-Магнуса. Аналитически выведена формула для вычисления величины и определения направления действия поперечной силы (силы Абдураманова) при поступательном движении вращающегося вихря. Им впервые показано увеличение коэффициента эжекции (коэффициента полезного действия) струйного аппарата при закрученном подводе одного (активного или пассивного) из смешивающихся потоков или закрутке обеих струй. Этот факт послужил основой для разработки одноповерхностных и двухповерхностных вихревых гидроструйных аппаратов (струйных насосов и гидроэлеваторов). КПД этих гидроструйных аппаратов сравнимо с КПД малых центробежных насосов, что стало значительным достижением в этой области.
Разработана теория вихревых одноповерхностных и двухповерхностных гидроструйных аппаратов на основе теоремы об изменении кинетической энергии механической системы, так как прежняя теория была основана на теореме об изменении количества движения механической системы. Но для вихревых течений последняя теорема неприменима.
Абдуманапу Абдураманову, а в нынешнем году он отмечает 75-летие, по праву есть чем гордиться. Ученый опубликовал 213 научных работ, из них более 50 посвящены разработке физико-математических основ инженерных (технических) проблем. Он автор (или соавтор) 121 изобретения, защищенного авторскими свидетельствами СССР, патентами России и инновационными патентами Казахстана.
Под научным руководством А. Абдураманова защищены четыре докторских и десять кандидатских диссертаций, пятеро воспитанников стали докторами PhD, девять – магистрами наук. Абдуманап Абдураманов достойно представлял результаты своих научных исследований на крупных международных форумах. Помимо научной деятельности, академик ведет большую педагогическую и общественную работу. Читает лекции по теоретической механике, механике жидкости и газа, гидравлике, моделированию гидравлических процессов, опубликовал учебник и несколько учебных пособий по гидравлике и механике жидкости. Ученый руководит комплексным научно-техническим семинаром «Проблемы водного хозяйства, гидротехники и мелиорации» при ТарГУ им. М. Дулати.
А. Абдураманов – участник XV Казахстанской международной выставки «Образование и Карьера», организованной Российской академией естествознания (РАЕ). Представленные на выставке в Алматы в апреле нынешнего года учебник по гидравлике на казахском языке, две монографии и учебное пособие автора награждены дипломами РАЕ.
Изобретательская деятельность Абдуманапа Абдураманова отмечена серебряной (1991 год) и бронзовой (1976 год) медалями ВДНХ СССР, золотой медалью им. В. Блинникова Евразийского патентного ведомства (2012 год) и медалью им. А. Нобеля (2015 год). Учебник «Гидравлика» удостоен бронзовой медали имени А. Байтурсынова Ассоциации вузов Казахстана (2014 год).
Кроме того, ученый – обладатель двух государственных грантов «Лучший преподаватель вуза» и золотых медалей М. Ломоносова и И. Ньютона Европейского научно-промышленного консорциума (ESIC). Недавно за значительный вклад в развитие мировой науки Российской академией естествознания Абдуманап Абдураманов награжден орденом PRIMUS INTER PARES («Первый среди равных»).
