Афенченко Владимир Олегович
н.с. отд. 310, к.ф.-м.н.
Образование:
окончил Нижегородский государственный университет им.Лобачевского в 1995, специальность «радиофизика и электроника», закончил аспирантуру ИПФ РАН в 2000 году, в 2002 году защитил диссертацию по теме «Экспериментальное исследование динамики дислокаций и вихрей в гидродинамических пространственно – периодических течениях», специальность 01.02.05 – механика жидкости, газа и плазмы, руководитель д.ф.-м.н. Езерский А.Б., диссертационный совет Д212.165.10 НГТУ.
Область научных интересов:
формообразование и пути перехода от упорядоченных состояний к пространственно - временному хаосу, нелинейные колебания и волны, динамика вязкой жидкости, гидродинамическая неустойчивость и турбулентность, топологические дефекты, перенос пассивной примеси гидродинамическими течениями.
Профессиональная карьера:
03.04.1995-01.07.1995 ст. лаборант исследователь ИПФ РАН, 01.07.1995-31.10.1997 стажер исследователь ИПФ-РАН, 01.11.1997-31.10.2000 очная аспирантура ИПФ РАН и мнс ИПФ РАН 0.5 ставки, 01.11.2000-30.09.2003 мнс ИПФ РАН, 01.10.2003-по наст. время нс ИПФ РАН. Научные визиты: 01.11.2006-31.07.2007 работал на позиции «Post.Doc researcher» в LMPG, Le Havre University, Le Havre, France.
Награды, премии, гранты:
1. Фотографии сделанные мной во время экспериментов по генерации двумерных вихрей в тонких пленках жидкости заняли 1-ое место на конкурсе “Gallery of Fluid Motion” и были опубликованы в специальном выпуске Physics of Fluids (Vol.10, No. 9, September 1997). 2. Руководитель гранта РФФИ №09-02-01118-а «Динамика пространственно-временных паттернов в фотополимерах» (2009-2011).
Количество публикаций:
около 30 публикаций в рецензируемых журналах.
Наиболее значительные работы и результаты:
1. Обнаружен эффект пороговой диффузии при расплывании пятна осажденной примеси в пространственно периодической ячеистой структуре параметрически возбуждаемых капиллярных волн. Выяснено, что при толщине слоя примеси меньше критической в области пятна устанавливается ее периодическое распределение в пространстве, повторяющее структуру волнового поля, тогда как при толщине слоя больше критической избыточная примесь диффундирует за пределы пятна, что приводит к увеличению пятна, над которым снова устанавливается пространственно периодическая структура примеси. Предложено феноменологическое описание полученного эффекта.
2. Экспериментально исследована динамика микрочастиц при параметрическом возбуждении капиллярных волн в тонком горизонтальном слое жидкого вязкого фотополимера, содержащего микрочастицы примеси в виде металлизированных микрокапсул (диаметр 50-200 микрон). Продемонстрирована возможность формирования пространственно периодических распределений микрочастиц, отображающих структуру волнового поля. Для исследования распределения частиц в пространстве использовалась фотополимеризация слоя жидкости, происходящая за промежуток времени малый по сравнению с характерным временем установления стационарного распределения примеси.
Отвердевший материал представлял собой прозрачное органическое стекло, в котором распределены периодические группы микрочастиц примеси. Выяснено, что возникающее внутри слоя распределение частиц повторяет структуру волнового поля - в узлах стоячих волн наблюдаются максимумы поля концентрации примеси, в то время как в пучностях - минимумы. Распределение плотности примеси повторяет структуру капиллярных волн, возбуждаемых на поверхности жидкости. Показано, что фотополимеризация позволяет фиксировать позиции микрочастиц примеси, созданные волнами, благодаря чему может быть использована для создания образцов материалов с пространственно периодическими неоднородностями, что может представлять практический интерес.
3. Экспериментально выяснены качественные различия в поведении дефектов в доменных стенках, возникающих при параметрическом возбуждении роликовых и тетрагональных структур капиллярных волн на поверхности тонкого слоя вязкой жидкости. Обнаружено, что дефекты, локализованные на границе взаимодействующих роликовых доменов, как правило, двигаются только вместе с: несимметричной доменной стенкой в поперечном направлении. Показано, что в симметричных доменных стенках на границе раздела двух доменов в тетрагональной структуре дефекты двигаются строго вдоль доменной стенки. При этом они ускоряются по очереди и аннигилируют на границе кюветы, а плотность дефектов уменьшается. Установлено, что одиночный дефект, находящийся вблизи доменной стенки, может притягиваться дефектами доменной стенки и встраиваться в нее. При этом в процессе встраивания часть дефектов в доменной стенке ускоряется и уходит вперед вдоль доменной стенки, а оставшиеся дефекты тормозятся, благодаря чему освобождается место для нового дефекта.
4. Экспериментально исследована динамика роликовых доменов, которые возникают на поверхности жидкости большой вязкости при параметрическом возбуждении капиллярных волн. Установлено, что в зависимости от граничных и начальных условий на краях кюветы возникают двумерные домены различной формы, а динамика доменов определяется движением их фронтов, при этом наблюдалось 16 различных сценариев перехода к одному из двух устойчивых состояний в виде прямых роликов, параллельных одной из сторон кюветы. Выбор сценария зависит от ориентации возникающих фронтов доменных стенок в углах кюветы. По-видимому, это связано с тем, что в углах кюветы жидкость на стенках образует мениски и при вибрациях кюветы возникают разные начальные условия для возникновения доменных стенок. Было также замечено, что частота появления разных сценариев была различна, что требует дальнейших исследований. Измерены зависимости площади доменов от времени для различных соотношений длин сторон прямоугольной кюветы и различных надкритичностях. Предложена модель наблюдаемого явления, численные расчеты в соответствии с которой хорошо согласуются с экспериментом.
5. Проведено лабораторное исследование динамики дефектов гексагональной структуры при термокапиллярной конвекции Марангони-Бенара, при этом получено:
а) Экспериментально определено поле параметра синхронизации, которое непосредственно можно сравнивать с численным расчетом. Обнаружено качественное соответствие эволюции параметра синхронизации между экспериментом и численным расчетом: а) появление узкого коридора рассинхронизации; б) движение дислокаций происходит по коридору рассинхронизации, эффективно сокращая его длину.
б) Обнаружен новый тип движения дислокаций - через взаимодействие с рождающимися парами дислокаций и последующую аннигиляцию с ними.
с) Обнаружен новый тип устойчивого связанного состояния в гексагональной структуре - двойной пенто-гепто-дефект.
6. Проведено исследование гидродинамических течений в тонкой жидкой горизонтальной пленке, при этом получены следующие результаты:
а) Обнаружена генерация двумерных вихрей в тонких жидких пленках, совершающих вертикальные осцилляции в поперечном направлении, для частот внешней силы 50 - 1000 Гц и толщин пленки < 2,5 микрон. На плоскости параметров частота внешней силы - толщина пленки, построены области существования различных типов вихревых структур.
б) Показано, что при изменении контрольных параметров системы возможен переход от регулярного расположения вихрей к пространственному беспорядку.
с) Предложен механизм генерации двумерных вихрей на основе взаимодействия волн Марангони с боковой стенкой, поддерживающей пленку.
Список работ за 2008-2013гг.:
1. Афенченко В.О., Езерский А.Б., Кияшко С.В., Назаровский А.В.Новые типы топологических дефектов и возможности управления хаосом дефектов в паттернах поверхностных капиллярных волн // Нелинейный мир. 2008, №5-6, с.304-314.
2. В.О. Афенченко, С.В. Кияшко, С.А. Чесноков, Б.С. Каверин, А.Б. Езерский Получение материалов с периодически расположенными микрочастицами путем фотополимеризации структур, возникающих при ряби Фарадея. Препринт №789 Института прикладной физики РАН, 2009.
3. В.О.Афенченко, С.В.Кияшко, А.В Назаровский Динамика пятна тяжелых частиц на дне тонкого слоя вязкой жидкости в поле параметрически возбуждаемых стоячих волн // Нелинейный мир Т.9, №12, с. 793-800, 2011.
4. V.O. Afenchenko, S.V. Kiyashko, A.B. Ezersky, S.A. Chesnokov, B.S. Kaverin Production of materials with periodically arranged microparticles by photopolymerization of patterns formed at parametric excitation of capillary surface waves // Physics of Wave Phenomena V.19 No.1, p. 68-73, 2011.
5. Кияшко С.В., Афенченко В.О., Назаровский А.В. Спиральные структуры из тяжелых частиц при параметрическом возбуждении стоячих капиллярных волн // Изв. вузов ПНД, т.21, №2, 2013, с.201-208.
6. Кияшко С.В., Афенченко В.О., Назаровский А.В. Динамика роликовых доменов параметрически возбуждаемых капиллярных волн при прямоугольной геометрии границ // Изв. вузов ПНД, т.21, №6, 2013.
7. С.В. Кияшко, А.В. Афенченко, А.В. Назаровский Динамика роликовых доменов в кювете с закругленным углом // направлена в журнал Physics of Wave Phenomena, ISSN: 1541-308X.
Другие 3 наиболее значимые работы:
1. Afenchenko V.O., Ezersky A.B., Kiyashko S.V., Weidman P.D. Rabinovich M.I. The generation of two-dimensional vortices by transverse oscillation of soap film // Physics of Fluids, vol.10, no.2, 1998, p.390-399.
2. Afenchenko V.O., Ezersky A.B., Velarde M.G, Nazarovsky A.V. Experimental evidence on the structure and evolution of the Penta-Hepta Defect in hexagonal lattices due to Benard-Marangoni Convection // International Journal of Bifurcation and Chaos 2001, v.11 (5), PP.1261-1273.
3. V.O. Afenchenko A. B. Ezersky, S.V. Kiyashko Control of motion of topological defects generated in Faraday ripples // Physics of Wave Phenomena
2004. Vol. 12. No. 4. pp. 200-208.
