Актуальность тематики проекта обусловлена большими вызовами, сформулированными в стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, которые в ближайшие годы являются приоритетными, а именно: переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения. К этому приоритетному направлению несомненно относится и создание эффективных генераторов электрической энергии, использующих энергию ветра. Несмотря на то, что в настоящее время разработано большое количество схем таких устройств, их проектирование представляет сложную задачу, поскольку следует по условиям ветровой обстановки в планируемом районе расположения ветро-энергетической станции и заданной мощности выбрать оптимальную конструкцию станции в целом и конструкцию отдельных элементов. Нужные знания для проектирования предполагается получить путем постановки экспериментов в аэродинамической трубе. Совместно с экспериментальными работами предполагается применять методы математического моделирования. Целью научного исследования является получение характеристик ветро-энергетических установок в зависимости от особенности конструкции отдельных элементов и их компоновки для создания методики расчета ветростанций с заданными параметрами.
В рамках первого этапа проекта (2027 г.) планируется провести анализ существующих схем ветродвигателей как с вертикальной (роторы Савониуса и Дарье), так и с вертикальной осью вращения. Изготовить модели ветродвигателя для испытаний в аэродинамической трубе и отработать методику экспериментальных работ для определения важнейших характеристик ветроэнергетической установки. Планируется подать заявку на полезную модель. Ожидается получение патента на третьем году выполнения проекта. В рамках второго этапа (2028 г.) планируется провести расчетно-экспериментальные исследования нескольких моделей ветровых двигателей с детальным рассмотрением их достоинств и недостатков, способности противостоять экстремальным порывам ветра и разработкой способов предотвращения разрушений, связанных с порывами ветра. На третьем этапе (2029 г.) предполагается на основе экспериментальных данных и математического моделирования разработать методы расчета аэродинамических характеристик ветродвигателей, необходимых для проектирования ветро-энергетических установок.
У коллектива имеется опыт выполнения работ в рамках хозяйственных договоров. Сведения о предмете договоров являются конфиденциальными. Большое количество экспериментальных исследований посвящено телам, совершающим поступательные или вращательные движения. Помимо экспериментальных работ разрабатывались математические модели, описывающие движение тел в потоке газа. Результаты, относящиеся к экспериментам и моделированию, опубликованы в статьях [1 – 12].

1. Рябинин А. Н., Шмигирилов Р. В. Конкуренция режимов колебаний плохо обтекаемого тела в воздушном потоке // ЖУРНАЛ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ, 2021. Том 91, № 5, стр. 758-763. doi:10.21883/JTF.2021.05.50686.335-20
2. Рябинин А.Н., Кауфман Д.В. Определение вращательных производных цилиндра с соосно установленным диском в воздушном потоке // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2021. Т. 8. № 1. С. 158-166. https://doi.org/10.21638/spbu01.2021.114
3. Киселев Н.А., Рябинин А.Н. Вращательные колебания цилиндра с стабилизатором в потоке газа // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2019. Т. 6. № 4. С. 672-679. https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2019.412
4. Kaufman D.V., Ryabinin A.N. Damped rotational vibrations of a long cylinder with a disl in the air flow. // Journal of Physics: Conference Series. "International Scientific Conference on Mechanics "The Ninth Polyakhov's Reading", ISCM 2021" 2021. 012027. doi:10.1088/1742-6596/1959/1/012027
5. Ryabinin A.N. A multiplicity of regimes of transonic flow in channels with branching // Journal of Physics: Conference Series. Сер. "International Scientific Conference on Mechanics "The Ninth Polyakhov's Reading", ISCM 2021" 2021. 012041. doi:10.1088/1742-6596/1959/1/012041
6. Shmigirilov R.V., Ryabinin A.N. Physical and mathematical simulations of bridge segment oscillations // Journal of Physics: Conference Series. Сер. "International Scientific Conference on Mechanics "The Ninth Polyakhov's Reading", ISCM 2021" 2021. 012044. doi:10.1088/1742-6596/1959/1/012044
7. Shmigirilov R. V., Ryabinin A. N. Physical and mathematical simulation of bridge segment oscillations. // Journal of Physics: Conference Series, 2021. Vol. 1959, 012044. doi:10.1088/1742-6596/1959/1/012044
8. Ryabinin Anatoly Bifurcations of transonic flow in the channels of various shapes. // International Conference on the Methods of Aerophysical Research (ICMAR 2020). Pед. / Vasily M. Fomin; Alexander Shiplyuk. American Institute of Physics, 2021. 030017 (AIP Conference Proceedings; Vol. 2351). doi:10.1063/5.0051708
9. Shmigirilov R. V., Ryabinin A. N. Physical simulation of rotational and translational oscillations of a bridge // International Conference on the Methods of Aerophysical Research, ICMAR 2020. Pед. / Vasily M. Fomin; Alexander Shiplyuk. American Institute of Physics, 2021. 030068 (AIP Conference Proceedings; Том 2351). doi.org/10.1063/5.0051710
10. Shmigirilov R. V., Ryabinin A. N. Effect of aspect ratio and end plates on rotational oscillations of thick plates in air flow // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020. Vol. 927, 012049. doi:10.1088/1757-899X/927/1/012049
11. Kaufman D.V., Ryabinin, A.N. Effect of coaxially mounted disks on oscillations of a cylinder of large aspect ratio in air flow // в: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020. Vol. 927, 012002. doi:10.1088/1757-899X/927/1/012002
12. Ryabinin, A.N., Kiselev, N.A. Mathematical model of the cylinder rotational oscillation in air flow // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 2019. Vol.14, No. 16. P. 2892-2897. https://arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2019/jeas_0819_7887.pdf