Абитуриенту о механике
Механика, старейшая из наук, на математико механическом факультете представляет собой ветвь прикладной математики, тесно связанную с физикой. Механика всегда, а в последние десятилетия особенно, является передовым краем науки. Все, что окружает нас подчиняется законам механики, а открытие новых материалов с новыми структурными состояниями и уникальными свойствами, новые задачи в технике, технологии, медицине и биологии, требуют ундаментальных исследований и создания математических методов описания их механического поведения. Механика сейчас на подъеме.
Отделение Механики Санкт-Петербургского университета сегодня состоит из пяти кафедр математико-механического факультета и семи лабораторий НИИ Математики и Механики им. акад. В.И.Смирнова, входящего в состав факультета.
Кафедра гидроаэромеханики и относящиеся к ней две лаборатории активно развивают современные направления механики: физико-химическая газодинамика неравновесных течений, динамика сложных сред, вычислительная гидродинамика, сверхзвуковая аэродинамика, динамика вязкой жидкости. Работы, проводимые на кафедре, имеют приложение в области аэрокосмических технологий, например, для расчета траектории спуска, силовых и тепловых нагрузок на поверхность спускаемых космических аппаратов, для улучшения аэродинамических характеристик летательных аппаратов. Исследования двухфазных течений важны для моделирования динамики и теплопереноса при движении тел в запыленных средах (такие условия возникают, например, при входе в атмосферу Марса), для создания новых материалов, устойчивых к воздействию твердых частиц при больших скоростях.
Научные работы сотрудников кафедры гидроупругости посвящены устойчивости пластин и оболочек, прочности надводных кораблей в условиях плавания на интенсивном волнении, прочности корпусов подводных лодок и оптимизации конструкции их корпусов. В последние годы на кафедре проводились исследования по теории гибкого машущего крыла, изучалось также движение жидкости со свободной поверхностью в движущемся баке. Последняя задача имеет непосредственное отношение к безопасной транспортировке нефти и нефтепродуктов.
Кафедра теоретической и прикладной механики известна своей школой в области нелинейной теории оболочек и разработки асимптотических методов расчета тонкостенных конструкций. Большой цикл работ связан с моделированием оболочки глаза, в результате которых совместно с офтальмологами были разработаны новые операции. На кафедре ведутся исследования вращательного движения искусственного спутника Земли, снабженного заряженным экраном электростатической защиты, разрабатывается теория электромеханических систем, состоящих из большого числа электродвигателей и генераторов, проводятся исследования многозвенных управляемых трансформируемых конструкции, к классу которых принадлежат и роботы.
Сотрудники кафедры теории упругости, сохранившей свое историческое наименование, сейчас, в основном, занимаются проблемами неупругости – проблемами динамического разрушения материалов, прочности и пластичности при высокоскоростном нагружении, проводят исследования наноструктурных и функциональных материалов, таких, как сплавы с эффектом памяти формы, создают математические методы описания их поведения в сложных термомеханических условиях. Спектр прикладных исследований кафедры весьма широк – от динамического разрушения горных пород до применения сплавов с эффектом памяти формы в космической технике.
На кафедре физической механики был выполнен большой цикл работ с целью определения аэродинамических характеристик тел, летящих в разреженной плазме с учетом их собственных магнитных и электрических полей. Представляет большой интерес цикл работ по исследованию влияния слабых электро-магнитных полей на свойства материалов.
Помимо теоретических работ, на отделении проводятся и многочисленные экспериментальные исследования. Лаборатории обладают большим количеством современного экспериментального оборудования, в том числе и уникального. Для изучения наноструктурных материалов в СПбГУ организован специальный Центр, оснащенность оборудованием которого ставит его в первый ряд европейских центров. Помимо научных работ в Центре предусмотрено и время для обучения студентов.
Что ждет студента-механика на математико-механическом факультете? Механики, в первую очередь, слушают курсы по математическому анализу, высшей алгебре, высшей геометрии. Затем к ним добавляются курсы теоретической механики, гидроаэромеханики, механики деформируемого твердого тела, то есть те курсы, где изучается математическое моделирование процессов, происходящих в различных средах. Далее начинаются курсовые работы, которые являются первыми научными исследованиями студентов под руководством опытных преподавателей. На 3-м курсе происходит распределение студентов по кафедрам, то есть, происходит специализация механиков по различным ее областям. Теперь появляются лекции и семинарские занятия по современнным специализированным разделам механики. На выпускных курсах студенты проходят производственную и преддипломную практику в научно-исследовательских коллективах, в различных государственных и негосударственных организациях. Часть студентов, например, проходит практику в Центральном аэрогидродинамическом институте им. Н.Е.Жуковского (г. Жуковский Московской обл.). Практика длится 2-3 недели, за это время студенты принимают участие в текущих испытаниях на всех аэродинамических установках ЦАГИ, а также в лабораториях прочности материалов, посещают лекции известных профессоров на факультете Аэромеханики и Летательной Техники Московского физико-технического института (ФАЛТ МФТИ), решают конкретные практические задачи с ведущими специалистами ЦАГИ. Научная работа студентов приводит к написанию квалификационной (дипломной) работы, многие из которых рекомендуются к публикации.
Механика – одна из самых универсальных специальностей. Студенты-механики получают фундаментальное образование в области математики, информатики и математического моделирования процессов, происходящих вокруг нас, и нет такой области, в которой эти знания нельзя было бы приложить. Любой ученый-преподаватель отделения механики за свою научную жизнь неоднократно подтверждал универсальность этого университетского образования, применяя знания механики в различных областях аэрокосмической, специальной, военной, строительной техники, в медицине и биологии.