Содержание страницы:
27 сентября 2007 года после тяжелой болезни скончался один из ярчайших ученых нашего института Юрий Дмитриевич Шмыглевский, выдающийся математик и механик, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Вычислительного центра имени А. А. Дородницына РАН, член Национального комитета по теоретической и прикладной механике, Заслуженный деятель науки России.
Он был среди тех сотрудников, с которыми А. А. Дородницын в 1955 году создавал наш институт. Здесь им был организован и затем почти 40 лет возглавлялся отдел механики сплошных сред. Его первоклассные научные результаты в различных областях механики отмечены двумя Государственными премиями СССР, премией им. Н. Е. Жуковского, орденами Трудового Красного Знамени и Знак Почета, медалями, почетным званием Заслуженного деятеля науки Российской Федерации. Среди его учеников более 20 докторов и кандидатов наук.
Юрий Дмитриевич удивительным образом сочетал теплоту и отзывчивость с твердостью и принципиальностью, широту взглядов и громадную эрудицию с простотой и общительностью, предельную строгость научного мышления с художественным даром. Память об этом выдающемся человеке навсегда сохранится в наших сердцах.
Юрий Дмитриевич Шмыглевский родился 27 апреля 1926 года в Москве в семье служащих. Отец, Дмитрий Васильевич, родился в Белоруссии в крестьянской семье, до Октябрьской революции учился, потом работал учителем, служил в армии. После революции был архивным работником, работал начальником центрального архива союзного министерства. Мать, Анна Ивановна Шмыглевская, родилась в Москве в семье рабочего, работала в государственных учреждениях, затем была домохозяйкой. В 1941 году Ю. Д. Шмыглевский окончил 8 классов средней школы № 92 г. Москвы и, в связи с началом Великой Отечественной войны, был эвакуирован вместе с семьей сначала в г. Горький, а затем в г. Челябинск. Здесь он продолжил учебу в девятом и десятом классах средней школы № 50. Одновременно с учебой в школе он работал слесарем-ремонтником электростанции и помощником диспетчера Челябэнерго. В 1943 году Ю. Д. Шмыглевский поступил в Московский авиационный институт, в 1949 году окончил полный курс института, получил диплом с отличием и стал инженером в области самолетостроения. После окончания института Ю. Д. Шмыглевский был направлен на работу в знаменитый Центральный аэрогидродинамический институт имени проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ). Там он, под руководством А. А. Дородницына, за короткое время сумел выполнить несколько важных работ по аэродинамике, которые были опубликованы в трудах ЦАГИ. В связи с научными достижениями Ю. Д. Шмыглевского в 1951 году перевели на работу в Математический институт им. В. А. Стеклова АН СССР, где он работал научным сотрудником до 1953 года, а последующие два года – в Отделении прикладной математики того же института, которое возглавил академик М. В. Келдыш. В этот период Юрий Дмитриевич вместе с Павлом Ивановичем Чушкиным, с которым они были особенно дружны вплоть до кончины Павла Ивановича, и О. Н. Кацковой были привлечены к исследованиям по созданию ядерного оружия. Здесь Юрий Дмитриевич познакомился со многими известными впоследствии математиками нашей страны. Будучи великолепным рассказчиком, он часто вспоминал забавные (и не очень) истории этого периода, а одну из них опубликовал в книге “М. В. Келдыш. Творческий портрет по воспоминаниям современников”. (М.: Наука, 2001. С. 285–286)
В 1955 году организуется новый институт (Вычислительный центр АН СССР) во главе с А. А. Дородницыным, и Ю. Д. Шмыглевский переходит туда, работая вначале начальником отдела лаборатории подготовки задач для решения на ЭВМ (с 1955 г.до 1959 г.), а затем заведующим лабораторией программирования № 2. В 1961 году создается лаборатория газовой динамики, и Ю. Д. Шмыглевский становится ее заведующим. В дальнейшем лаборатория была переименована в отдел механики сплошных сред, который он возглавлял до 1991 года. С 1991 года до последних дней своей жизни Юрий Дмитриевич работал в этом отделе в должности главного научного сотрудника, оставаясь бессменным научным лидером, лицом и душой отдела.
Анализ разносторонней научно-исследовательской деятельности Ю. Д. Шмыглевского в значительной степени опирается на его книгу “Аналитические исследования динамики газа и жидкости”. (Москва: Эдиториал УРСС, 1999.) В предисловии к ней Юрий Дмитриевич написал: «Этот сборник выпущен по доброму совету. Произошло все так. После смерти П. И. Чушкина в 1990 г. и А. А. Дородницына в 1994 г. были напечатаны их избранные труды, и в обоих случаях я участвовал в проведении изданий. Наблюдая сложности этого процесса, мои коллеги Б. В. Пальцев и Л. И. Турчак, независимо друг от друга, порекомендовали мне после его завершения напечатать свой сборник, “чтобы потом не пришлось мучиться другим”. Это были лестные слова подлинных друзей».
Первые работы Юрия Дмитриевича, выполненные в ЦАГИ, посвящены расчету обтекания тел вращения без протока сверхзвуковым потоком газа при нулевом угле атаки. Это было время до появления ЭВМ. Молодой выпускник МАИ активно включился в разработку необходимых тогда методов, которые, с одной стороны, были бы значительно точнее методов на основе линеаризованных уравнений, а, с другой стороны, требовали столь небольшого объема вычислений (благодаря включенным в них обширным математическим таблицам), чтобы быть пригодными для применения арифмометров. Им был предложен способ расчета производных искомых функций вдоль характеристик, позволивший существенно увеличить точность разработанного ранее А. А. Дородницыным приближенного метода. Решена задача о построении тела вращения по заданному распределению давления на его поверхности. Развит метод расчета течения в окрестности излома образующей границы тела, что значительно расширило область применения всей методики расчета обтекания. За достигнутые в этом направлении успехи Ю. Д. Шмыглевскому совместно с другими авторами в 1951 году была присуждена Государственная премия.
Решение вариационных задач сверхзвуковой газовой динамики, начатое в СССР в работах А. А. Никольского, Д. Е. Охоцимского, Т. М. Энеева и других, оказалось особенно плодотворным в научной деятельности Ю. Д. Шмыглевского. Именно вариационные задачи газовой динамики легли в основу его диссертаций: кандидатской (1957 год, ВЦ АН СССР) и докторской (1963 год, Институт механики АН СССР).
Так как необходимым этапом решения вариационных задач было решение задач Коши и Гурса для уравнений сверхзвуковой газовой динамики, им совместно с О. Н. Кацковой был разработан численный метод характеристик, эффективный при использовании ЭВМ. Исследование свойств решений задач внутреннего и внешнего обтекания, которые содержат ударные волны и волны разрежения и которые Ю. Д. Шмыглевский назвал предельными свойствами, позволили правильно ставить вариационные задачи. Совместно с О. С. Рыжовым исследованы свойства осесимметричного течения в окрестности звуковой поверхности.
В работах Ю. Д. Шмыглевского найдена форма плоских профилей и тел вращения, обладающих минимальным волновым сопротивлением в сверхзвуковом потоке газа, а также форма сверхзвуковых сопел с максимальной тягой. Изучены свойства потоков около тел оптимальной формы, получены и исследованы необходимые условия минимума волнового сопротивления тела и максимума тяги сопла, при этом преодолены трудности, обусловленные вырожденностью вариационных задач. Получено необходимое условие, связывающее параметры вариационной задачи, выполнение которого позволяет выделить область безударных решений. Найден также класс решений с ударными волнами, присоединенными к передней острой кромке профиля или тела вращения с протоком. Следует подчеркнуть, что тонкие теоретические исследования у Юрия Дмитриевича неизменно сопровождались проведением детальных расчетов, результатами которых являлись серии примеров оптимальных тел.
Ю. Д. Шмыглевский нашел форму тел, имеющих максимальное сопротивление в сверхзвуковом потоке, указал на возможность значительного снижения сопротивления тел за счет введения специальных дополнительных устройств, выявил возможность повышения тяги сопла за счет вращения потока. Перечисленные результаты имеют важное прикладное значение при проектировании летательных аппаратов, сверхзвуковых сопел реактивных двигателей, а также спускаемых аппаратов, использующих аэродинамическое торможение.
Теоретические исследования вариационных задач газовой динамики, выполненные Ю. Д. Шмыглевским, вносят также существенный вклад в общую теорию оптимального управления системами, поведение которых описывается уравнениями гиперболического типа.
Часть работ этого направления была удостоена в 1963 году премии имени Н. Е. Жуковского, 1979 году – Государственной премии СССР, а в 1997 году совместно с работами Л. Е. Стернина была зарегистрирована как научное открытие.
Динамика излучающего газа. В первой работе этого направления, выполненной совместно с Л. М. Павловой, исследуется возможность применения в пограничном слое предложенного другими авторами одномерного приближения теории излучения. В дальнейшем усилия Ю. Д. Шмыглевского сосредотачиваются на преодолении главной вычислительной трудности задач динамики излучающего газа – учете спектральности излучения. Его первое предложение – заменить коэффициент поглощения спектральной линии δ-функцией Дирака – не получило продолжения, так как при этом отбрасываются так называемые «крылья» линии, вносящие, как выяснилось позже, наиболее существенный вклад в перенос лучистой энергии в реальных течениях. Полноценный учет оптических свойств вещества становится возможным в рамках разработанного Ю. Д. Шмыглевским моментного метода, основанного на представлении спектральной зависимости искомой функции в виде ряда по ортогональным полиномам. Последний вариант метода предполагает расчет так называемого «фона» коэффициента поглощения на бесконечном частотном интервале и отдельный расчет на частотных интервалах линий и мультиплетов. Под его руководством и при его непосредственном участии была создана целая система методов для расчета осесимметричных течений излучающего газа, решено несколько задач с учетом реальных оптических и термодинамических свойств веществ, с учетом испарения металлов под действием лазерного излучения. Наиболее сложной задачей, детально исследованной в различных вариантах, был так называемый лазерный двигатель – алюминиевый «стакан», на который направлен луч лазера, создающий реактивную силу за счет вылета паров алюминия навстречу лучу. Попутно были численно исследованы различные модели испарения металлов.
Исследования по динамике излучающего газа, инициированные и поддерживаемые Юрием Дмитриевичем, были ценны не только сами по себе, но и как тематика для подготовки научных кадров, по которой были защищены несколько кандидатских и одна докторская (В. И. Грынь) диссертации.
Аналитические исследования вязких течений и вихревых образований несжимаемой жидкости велись Ю. Д. Шмыглевским вплоть до его кончины, а начались в 80-х годах прошлого века с совместной с В. В. Александровым работы по сдвиговым и инерционным течениям, из которых были выделены течения, удовлетворяющие уравнениям Навье–Стокса. Исследование изобарических течений позволило свести нестационарные плоскопараллельные течения такого вида к уравнению теплопроводности. Среди течений, линии тока которых не зависят от числа Рейнольдса, найдены плоские течения с условием прилипания к эллипсу, другие плоские течения. Наиболее впечатляющими являются полученные им решения для осесимметричных течений с закруткой в виде вихревых образований типа «разрушения вихря», которые воспроизводят экспериментальные фотографии.
Совместно с А. В. Щепровым им найдено явное представление некоторых отрывных плоскопараллельных течений, класс осесимметричных течений с закруткой в виде сходящегося ряда, зависящего от произвольной функции и обрывающегося для функции в виде полинома, аналитическое представление осесимметричного обтекания удлиненного сфероида вязкой жидкостью.
Помимо поиска точных решений, Ю. Д. Шмыглевский исследовал общие свойства уравнений Навье–Стокса. Им указано преобразование уравнений стационарных течений к виду, переводящему область пограничного слоя в область регулярного решения, уравнение Навье–Стокса для функции тока также в стационарном случае приведено к однородным формам в действительных и в комплексных переменных, совместно с Б. В. Пальцевым изучен возможный характер пересечения линии тока и обтекаемой поверхности, совместно с А. В. Щепровым показано, что в окрестности излома обтекаемого контура (с углом меньшим π со стороны потока) образуется бесконечная система вихрей.
Отдельные работы Ю. Д. Шмыглевкого выходят за рамки рассмотренных выше направлений. Им предложены новые вариационные принципы в интегральном виде без дополнительных связей, из которых следуют уравнения газовой динамики и магнитной гидродинамики при бесконечной проводимости. В отличие от известного ранее вариационного принципа Ито, вариационные принципы Шмыглевского не содержат времени в случае стационарных течений. Совместно с Е. Д. Терентьевым получены полные системы законов сохранения динамики идеального газа, магнитной и электромагнитной гидродинамики.
Совместно с И. Н. Наумовой Ю. Д. Шмыглевский разработал численный метод расчета обтекания тел потоком сжимаемого вязкого и теплопроводного газа, основанный на построении специальных адаптивных сеток и аппроксимации на них уравнений движения газа. Этот метод был успешно применен к решению задачи обтекания пластинки. Они также разработали алгоритм решения задачи о распаде разрыва для газа с произвольным уравнением состояния и применили его в схеме Годунова для решения уравнений газовой динамики. Совместно с Л. В. Шуршаловым выполнен численный эксперимент, показывающий неправомерность трактовки конечно-разностных решений уравнений Эйлера как решений уравнений Навье–Стокса при больших значениях чисел Рейнольдса.
В 1960 году вышла работа С. В. Иорданского и Ю. Д. Шмыглевского по теории пограничного слоя с учетом сублимации обтекаемого тела и диффузии его паров в поток обтекающего газа. В 1966 году Ю. Д. Шмыглевский стал соавтором изобретения под названием «Камера нейтрализации мощных пучков ионов». При этом никакие математические задачи, связанные с этим устройством, им не рассматривались. Он «просто» дал устные рекомендации качественного характера, как изменить форму этого устройства, чтобы повысить его эффективность.
Ю. Д. Шмыглевский был организатором и одним из руководителей общеинститутского семинара по методам решения задач математической физики, заместителем председателя специализированного ученого совета при ВЦ РАН, председателем оргкомитета нескольких всесоюзных конференций по динамике излучающего газа. Им подготовлен большой коллектив высококвалифицированных научных специалистов, среди которых более 20 стали кандидатами и докторами наук. Учениками Юрия Дмитриевича были В. В. Александров, В. М. Борисов и А. В. Шипилин, составившие в свое время костяк возглавляемого им отдела и создавшие свои научные школы. Работают в институте и более молодые научные «дети» и «внуки» Юрия Дмитриевича, ныне доктора и кандидаты наук. Учеником Юрия Дмитриевича Шмыглевского с гордостью считает себя А. Н. Крайко, один из ведущих ученых-механиков нашей страны.
Лаборатория (а потом отдел), которыми руководил Ю. Д. Шмыглевский около 40 лет, превратился в один из лучших отделов ВЦ РАН. Если в 1955 году, при организации ВЦ АН СССР, в лаборатории не было ни одного сотрудника с ученой степенью, то в настоящее время в отделе механики сплошных сред работают 7 докторов и 10 кандидатов физико-математических наук. Следует особо отметить, что благодаря обаянию Юрия Дмитриевича, его постоянному заботливому вниманию к коллегам и их поддержке, ВЦ РАН даже в трудные для науки годы не растерял его учеников. Почти все они продолжают активно работать на благо отечественной науки.
Ю. Д. Шмыглевский был широко известен научной общественности как бескомпромиссный эксперт при анализе научных работ своих коллег. Он работал экспертом ВАК СССР, являлся членом редколлегии Журнала вычислительной математики и математической физики, рецензировал статьи в других академических журналах. Юрий Дмитриевич терпеливо вникал в сущность попадающих к нему на рассмотрение научных работ, во многом помогал молодым ученым при разборе их работ. Он был ученым с огромным научным авторитетом, но одновременно был легко доступным. Юрия Дмитриевича часто можно было встретить в коридорах ВЦ РАН обсуждающим с самыми разными людьми (как из своего института, так и из других учреждений, городов) научные проблемы. Доступность Юрия Дмитриевича объяснялась не только его доброжелательностью, но также тем, что он, обладая удивительной внутренней дисциплинированностью, ежедневно бывал на рабочем месте.
В 60-е годы XX в. Юрий Дмитриевич создал институтскую традицию: возвращаясь из интересных поездок, привозить для сотрудников множество слайдов и фотографий и устраивать лекции и просмотры, что, безусловно, расширяло кругозор людей, которым в то время были недоступны эти страны и города. Да и сами его рассказы вызывали огромный интерес у слушателей.
Юрий Дмитриевич был прекрасным фотографом и коллекционировал снимки еще оставшихся в Москве церквей и соборов, чаще всего законсервированных или полуразрушенных, но тем более ценных для любителей русского зодчества.
Одним из искренних увлечений этого широко образованного и эрудированного человека была классическая музыка и еще – любительский перевод современной английской художественной литературы (в то время недоступной для русского читателя). Так, он перевел почти все вышедшие к тому времени в свет романы Фаулза и даже поддерживал с автором переписку.
В личной жизни Юрия Дмитриевича отличала кристальная чистота и честность. Он был очень активным в общественных делах. Его выступления на собраниях разных уровней (заседания Ученого совета, партийные собрания, собрания трудового коллектива) присутствовавшие слушали с большим вниманием. Юрий Дмитриевич смело вскрывал недостатки в работе института, вносил конструктивные предложения по их искоренению. Среди сотрудников ВЦ РАН вряд ли найдется человек, который не относился бы к нему с огромным уважением. Следует отметить душевную щедрость и отзывчивость Юрия Дмитриевича, его принципиальность и честность, мужество и смелость, колоссальную эрудицию в вопросах культуры, искусства, музыки, литературы, политики. Ю. Д. Шмыглевский был одним из ближайших учеников академика Анатолия Алексеевича Дородницына, и этот великий ученый и труженик был примером для Юрия Дмитриевича как в науке, так и в жизни.
Ю. Д. Шмыглевский много раз выезжал в заграничные командировки, включая по полгода в Китай и Францию. С 1972 по 1979 годы он работал в программных комитетах двух всемирных конгрессов и европейской конференции Международной федерации по обработке информации.
Научно-педагогическая деятельность Ю. Д. Шмыглевского оценена рядом наград и званий. Он является лауреатом Государственных премий СССР (1951 и 1979 годы), удостоен премии им. Н. Е. Жуковского 2-й степени (1969 г.). В 1995 г. Юрию Дмитриевичу присвоено звание Заслуженного деятеля науки Российской федерации, он награжден орденами Трудового Красного Знамени и «Знак Почета» (1986 г.), восемью медалями СССР и РФ, а также медалью Китайской Народной Республики. С 1989 года Ю. Д. Шмыглевский является членом Российского национального комитета по теоретической и прикладной механике. Он опубликовал более 80 научных работ и 3 книги. Он является соавтором научного открытия об оптимальных формах сверхзвуковых сопел с внутренними ударными волнами. В то же время главной своей наградой Юрий Дмитриевич считал профессию ученого. Процитируем еще раз предисловие к его книге. Заканчивая благодарности соавторам и коллегам, Юрий Дмитриевич пишет: «… Всем этим прекрасным людям, да и многим другим, я безгранично благодарен за щедрость, с которой они делились своим стремлением к раскрытию секретов неизвестного, составляющим подлинное счастье».
Переход к первой странице ВЦ РАН