Досліджено питання існування поверхонь, здатних пристосуватися до умов обтікання їх потоком. У неживій природі - це поверхні сипучих середовищ, для переміщення часток яких досить механічних сил, які виникають від взаємодії потоку та середовища. У живій природі шлях адаптації поверхонь обтікання проходив через еволюцію та відбір тварин, здатних до швидкого руху. Проаналізовано форми поверхонь, що пристосовуються до умов обтікання, зроблено прогноз рельєфів, перспективних для технічних застосувань і оцінено їх найважливіші геометричні параметри.

Розглянуто напівемпіричні гіпотези, що застосовуються для моделювання теплообміну та гідродинаміки в турбулентному пограничному шарі біля криволінійних поверхонь та базуються на ідеї довжини шляху перемішування. Результати чисельного моделювання свідчать про те, що модель шляху перемішування (з урахуванням впливу кривизни) дозволяє із достатньою точністю розраховувати параметри теплообміну та гідродинаміки. Близькість відносних значень коефіцієнтів тертя та теплообміну свідчить про збереження аналогії Рейнольдса при обтіканні криволінійних поверхонь.

Рассматривается технологическое оборудование, в котором используются свойства потоков в полях центробежных и кориолисовых массовых сил. Описываются аппараты и устройства, основным назначением которых является осуществление различных тепло- и массообменных процессов - теплообменные аппараты (с закруткой потока в трубах, с витыми трубами, вращающиеся теплообменники), а также циклонные устройства, используемые для нагрева и термообработки различных изделий ("загруженные" циклонные камеры), вихревые холодильно-нагревательные устройства (трубы и эжекторы), вращающиеся тепловые трубы и термосифоны, вихревые и циклонные сушильные камеры, центробежно-барботажные аппараты, вихревые пленочные аппараты и аппараты роторного типа. Анализируется область применения закрученных и вращающихся потоков в устройствах, осуществляющих сжигание различных видов топлива, в число которых входят вихревые горелки и форсунки, камеры сгорания газотурбинных двигателей, вихревые и циклонные камеры сгорания и двигатели внутреннего сгорания. Представлены различные устройства, применяемые для очистки жидкостей и газов от твердых и каплевидных примесей - гидроциклоны, центробежные очистители жидкости, пылевые циклоны, аппараты со встречными закрученными потоками, ротационные воздухоочистители и центробежные каплеуловители, центробежные скрубберы. Рассмотрен ряд устройств и аппаратов, применяемых в различных промышленных технологических процессах - водосбросов, классификаторов дисперсных материалов, технологических циклонов, вихревых плазменных реакторов, концентраторов, генераторов аэрозолей, смесителей, гидроусилителей, увлажнителей и т.д.

Представлены результаты исследований закрученных потоков. Рассмотрены особенности закрученных потоков, способы закрутки, математическое описание, включающее дифференциальные и интегральные уравнения, модели турбулентности и методы расчета закрученных потоков. Изложены характеристики закручивающих устройств и особенности течения и теплообмена за ними. Отдельные вопросы посвящены различным видам неустойчивости в закрученных потоках, а также идеальным и ламинарным течениям, турбулентным потокам, тепло- и массообменам, потокам с частичной загрузкой, влиянию различных факторов (длина канала, диафрагмирование, вдув), двухфазным потокам, потокам в каналах различной геометрии. Освещены особенности закрученных потоков в вихревых и циклонных камерах. Дана классификация этих камер, рассмотрены их конструктивные особенности и геометрические характеристики. Проанализированы вопросы гидродинамики и теплообмена закрученных потоков в плоской и гиперболической вихревых камерах. Приведена классификация процессов в различных циклонных камерах в зависимости от вида привода и отвода рабочего тела, в соответствии с ней изложены особенности гидродинамических и тепловых процессов в циклонных камерах с тангенциальным, торцевым, боковым и комбинированным приводом, а также с двусторонним выводом. Предложены методы математического моделирования потока в вихревых и циклонных камерах. Дано описание видов частиц и сил, действующих на них, особенностей движения одиночной частицы постоянной и переменной массы в закрученном потоке, движения ансамбля частиц, закономерностей процессов в гиперболической камере.

Наведено дані з теплообміну та поверхневого тертя у напівобмежених криволінійних струменях. Проаналізовано аналогію Рейнольдса між процесами переносу теплоти та кількості руху. Показано, що кривизна більше впливає на теплообмін, ніж на поверхневе тертя у порівнянні з випадком обтікання плоскої поверхні.

Рассмотрены теплообмен и гидродинамика сложных потоков около выпуклых и вогнутых (криволинейных) поверхностей. Основное внимание уделено изучению термогазодинамических потоков, характеризующихся совместным влиянием нескольких факторов около выпуклой или вогнутой поверхности, среди которых: градиент давления, вдув, отсос, температурный фактор, сжимаемость, внешняя турбулентность, вторичные течения Тэйлора - Гертлера. Впервые систематизированы вопросы адаптации и релаксации пограничного слоя, теплообмена и гидродинамики пристенных криволинейных струй. Приведены новые данные, описывающие пленочное охлаждение при наличии одновременного воздействия нескольких факторов.

Освещены особенности теплообмена и гидродинамики около поверхностей, структурированных одиночными и многочисленными углублениями (лунками) различной формы. Предложена классификация углублений. Приведены новые экспериментальные данные для внутреннего и внешнего обтекания труб с углублениями, а также результаты числового моделирования. Проанализирована физическая структура потока, а также особенности протекания его нестационарных флуктуаций.

Приведены результаты исследования тепломассообмена и гидродинамики около поверхностей, структурированных поверхностными углублениями (лунками) разной формы. Представлены данные по одно- и двухфазным закрученным потокам в каналах. Проанализирована теплогидравлическая эффективность вихревых и закрученных потоков в каналах в разных граничных условиях. Рассмотрены вопросы использования вихревых и закрученных потоков в новых вихревых технологиях - в процессе интенсификации теплообмена, охлаждения лопаток газовых турбин, управлении отрывом потока в процессах горения.

Представлены результаты исследования теплообмена и гидродинамики в плоских криволинейных каналах с ускорением потока. Рассмотрены причины возникновения трехмерности течения в криволинейных каналах и выявлен характер воздействия на нее конструктивных и режимных факторов. Исследовано влияние трехмерности на условия теплообмена и гидродинамику потока возле торцевых и криволинейных стенок канала. Изучено воздействие заградительного и проникающего охлаждения на гидродинамику потока и интенсивность охлаждения торцевой поверхности криволинейных каналов. Определено влияние внешней турбулентности на входе в криволинейных канал на гидродинамику и теплообмен возле его торцевых стенок.

Рассмотрены пути модернизации газотурбинного привода газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций в составе газотранспортной системы (ГТС) Украины. Даны основные сведения о ГТС, описана структура механического привода компрессорных агрегатов, представлены сравнительные экономические и эксплуатационные характеристики газотурбинных, электро- и газопоршневых приводных агрегатов. Проанализированы основные пути дальнейшего совершенствования газотурбинного привода, в частности за счёт использования регенеративного цикла. Приведены основные требования к газотурбинным двигателям (ГТД) механического привода и регенератору. Изложены Концепция Государственной программы создания промышленных ГТД нового поколения и перечень первоочередных научно-технических проектов для промышленного газотурбокомпрессоростроения Украины. Представлены данные по составу Комиссии по промышленным газовым турбинам при Отделении физико-технических проблем энергетики НАН Украины.

Проанализированы основные тенденции развития мирового газотурбостроения, рассмотрены наиболее перспективные для энергетического газотурбостроения вихревые технологии аэротермодинамики, основанные на принципы закрученного или вихревого движения потока. Внимание уделено циклонному охлаждению лопаток газовых турбин, поверхностно-вихревым системам (углублениям) и вихревым матрицам, пленочному охлаждению торцевых поверхностей сопловых аппаратов турбин с локальными вихревыми структурами. Проведен сравнительный анализ различных вихревых технологий, определена их теплогидравлическая эффективность. Даны примеры практического использования в энергетическом газотурбостроении.

Рассмотрены основные тенденции развития газотурбостроения. Охарактеризованы инфраструктура газутурбостроения и газотранспортная система Украины. Проанализированы проблемы в области энергетических газовых турбин, газотурбинных двигателей и альтернативных источников механического привода, турбодетандеров и микротурбин. Освещены основные направления повышения экономичности промышленных газовых турбин, в том числе за счет использования сложных термодинамических циклов.

Проведено експериментальне дослідження двостадійного спалювання деревини з вихровою ежекцією генераторного газу з первинної камери згоряння. Визначено характеристики вихрового ежектора, основі параметри процесу в первинній і вторинній камерах.

Наведено результати дослідження процесів перетворення енергії у вихровому теплогенераторі типу ТПМ 5,5-1. Розглянуто три відмінних метода визначення ефективності перетворення енергії. Досліджено вплив режимних параметрів на коефіцієнт перетворення енергії. Виявлено зміну потужності гама-випромінювання елементів теплогенератора.

Наведено результати експериментального дослідження тепловіддачі та особливостей гідродинаміки в разі поперечного обтікання повітрям однорядних пучків циліндрів, поверхню яких сформовано системами симетричних та асиметричних циліндричних лунок. В дослідженому інтервалі чисел Рейнольдса від 3 300 до 63 000 максимальний рівень інтенсифікації теплообміну в порівнянні з гладким циліндром складає 1,78 рази, в той час, коли гідравлічний опір пучка збільшується на величину меншу, ніж 14 %. Деякі види досліджених систем лунок спричиняють зменшення зони зворотних течій за циліндром в 2-4 рази. Частоти звукових коливань, які генеруються за умови обтікання лунок, розміщених поблизу лобової точки циліндра, близькі за величиною до частот, що виникають під час обтікання таких самих лунок на плоскій поверхні. Показано можливість спрямованого діаметра лунок для максимального скорочення довжини зони зворотних течій за циліндром.

Наведено результати експериментального дослідження осередненої та турбулентної структури ізотермічної турбулентної течії біля випуклої поверхні у безградієнтному потоці.

Наведено результати експериментального дослідження осередненої та турбулентної структури ізотермічної турбулентної течії біля випуклої поверхні сталої кривини у потоці з прискоренням.

Створено макетний зразок нової системи очищення газу від твердих частинок. За допомогою математичного моделювання досліджено вплив режимних і конструктивних параметрів на ефективність вловлювання подвійним циклоном твердих частинок. Проведено експерименти з використання подвійного циклона як класифікатора.

Розроблено та створено теплогенератор, що робить на відпрацьованому мастилі, потужністю до 20 кВт. Досліджено його основні режимні параметри.

Проведено аналіз конструкцій, ефективності та вартості теплогенераторів невисокої (до 100 кВт) потужності, які працюють на біомасі та представлені на ринку України.