Стратегия за развитие на института по хидро- и аеродинамика

. Изградената МТБ и стопанисваната инфраструктура е мащабна по величина и може да се оцени в порядъка на 100 мил. евро.

Анализът на резултатите от международната оценка на Института по хидро- и аеродинамика (ИХА) – БАН и извършеният в Института задълбочен преглед на постигнатото досега от колектива, на възможностите, перспективите, средствата и методите за реализация на поставени цели за развитие на ИХА-БАН водят до следните основни изводи:

1. 
   Налице са необходимите предпоставки научноизследователската програма на Института да се развива приоритетно в актуални за страната и конкурентни на външния пазар ниши, за които има налична инфраструктура и кадрови ресурс;
   
2. 
   Видимо е интензифициране на връзките с висшите учебни заведения от региона и страната. Институтът притежава значителен потенциал от регионално и национално значение за обучение на студенти, курсанти, докторанти и специализанти в областите на своята компетентност, който нарасна особено с влизането в експлоатация на аеродинамичната лаборатория и на изграждания тренажорен комплекс и получените в последните години акредитации по три научно-образователни специалности;
   
3. 
   Кадровият състав е на предела на санитарния минимум и неговото неотложно решаване в разглеждания период предопределя във висока степен бъдещото развитие на Института и решаването на приоритетните задачи;
   
4. 
   Трайни са тенденциите за модернизация на изследователската база, стартирала преди 4-5 години, чието финансиране се обезпечава от конкурсни проекти и съфинансиране със собствени средства;
   
5. 
   Традиционно и широко е сътрудничеството със сродните по предмета на дейност научни звена от БАН, с висшите учебни заведения, с бизнеса, което се поддържа на необходимото и полезно за партньорите ниво.
   
6. 
   От своето създаване и до настоящия момент ИХА развива и поддържа широки международни научни контакти;
   
7. 
   Вътрешната организационна структура на Института е предопределена във висока степен и се обуславя от съществуващите инфраструктура и основни дейности, при което нейната оптимизация е възможна, но в настоящия момент не е обективно необходима.
   
8. 
   Реализацията на научния продукт на Института – числени и експериментални изследвания в областта на хидро- и аеродинамиката – на вътрешния и външен пазар следва да се поддържа на нивото на добрата практика на утвърдените в международен план хидродинамични изследователски организации, което ще позволи съфинансиране на развитието на кадровия потенциал и на научната инфраструктура.
   

Наличната научноизследователска и учебна база на ИХА-БАН е илюстрирана на фигурата по-долу.

• 
  богат набор от уникални за страната лицензирани програмни продукти за числени симулации в областта на механиката на флуидите, като FLUENT, Star CCM+, MIKE 21, MIKE FLOOD, NAPA, MORA, ROMEO, HECSALV и др.;
  
• 
  Парк от над 80 съвременни двуядрени персонални компютъра, с разширена памет и оборудвани със специализирани графични платки за визуализация на резултатите от изчисленията;
  
• 
  Лицензиран достъп до програмен продукт CFDSHIP-IOWA и до мощния изчислителен клъстър на ONR-ВМС, САЩ;
  
• 
  CAD-CAM системи на базата на VISI, Rhino и AutoCAD за генериране на 3D- модели и производство на макети и детайли със сложна геометрия;
  
• 
  Lab VIEW комплект със съвременни специализирани измервателни модули на фирма National Instruments - USA - за изграждане на съвременни измервателни системи за сбор и предварителна обработка на сигнали от измерване на различни физични величини при провеждане на различни физични експерименти и изследвания;
  
• 
  CODESYS и AIPEX - за разработване на програми за управление на системи с променливотокови двигатели с честотно управление - по съвместен проект с фирма АМК - Габрово, филиал на немската фирма АМК, произвеждаща съвременни системи за управление;
  
• 
  MATLAB- за математическа обработка на резултатите от изследванията и SIMULINK за моделиране и симулация на различни системи и задачи в областите на изследване на ИХА.
  

Възприетата стратегия за развитие на ИХА-БАН включва следните елементи:

1. 
   ПРОФИЛИРАНЕ НА НАУЧНОИЗСЛЕДОВАТЕЛСКАТА ПРОГРАМА ЗА МОРСКИ И РЕЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ
   

Необходимото профилиране в дейността на института ще се осъществява в следните приоритетни направления от научноизследователската програма:

1. 
   Хидродинамична ефективност на брегови и закотвени в морето средства за добиване на енергия от морското вълнение по Черноморското крайбрежие на страната;
   
2. 
   Хидродинамична ефективност на средства за добиване на енергия от течения по р.Дунав (закотвени и понтонни ел. централи);
   
3. 
   Аеродинамично изследване и проектиране на малогабаритни ветрогенераторни системи за конкретни условия в България (работни колела, опорни кули, конструкции).
   

1. 
   Хидродинамични изследвания на нови проекти на баржи, тласкачи и кораби за нуждите на речното корабоплаване;
   
2. 
   Разработване на интермодални транспортни схеми за използуване на водния път Дунав-Майн-Рейн;
   
3. 
   Завършване на проекта на тренажор за управление на тласкаеми състави по р. Дунав и вътрешните водни пътища на Европа. Създаване на условия за виртуално изследване на поведението на плавателни съдове и състави в опасни за навигация райони и за решаването на задачи от сферата на екологичния риск и устойчивото развитие на транспортните схеми.
   

1. 
   Математическо и физическо моделиране на наводнения в българския участък на р. Дунав - изследване на сценарии и разработване на прогнози;
   
2. 
   Математическо и физическо моделиране на аварии на кораби на море и река в помощ на разследванията на причините за авариите - изготвяне на препоръки в областите на компетентност;
   
3. 
   Разработване на корабни информационни системи за реагиране в аварийни ситуации (Emergency Response Systems - ERS).
   
4. 
   Разработване на корабни бордови информационни системи за контрол на устойчивостта и натоварването на корабите;
   
5. 
   Изследване на морски аварии.
   

1. 
   Изследване на рискови фактори в корабоплаването - устойчивост на вълнение и вятър; достатъчна управляемост в условия на интензивен транспортен трафик;
   
2. 
   Разработване на системи за икономия на гориво при плаване на кораби на вълнение и вятър;
   
3. 
   Аеродинамични изследвания на шума и задимяването от транспортни средства, въздушно обтичане и вибрации на строителни конструкции, сгради и съоръжения;
   
4. 
   Числено и физическо моделиране на хидродинамиката и литодинамиката на бреговата зона на Черно море и р. Дунав; проектиране на кейови стени, вълноломи, буни, пристанищни и брегозащитни съоръжения и др.
   

1. 
   Комплексно хидродинамично проектиране на кораби и речни плавателни състави и изследване на аеродинамиката на надводната част;
   
2. 
   Комплексно хидродинамично проектиране на сондажни платформи и средства за усвояване ресурсите на океана;
   
3. 
   Симулационни изследвания на качествата на кораби в експлоатационни условия с помощта на тренажорни системи.
   

2. 
   Продължаване на успешното сътрудничество по грантова схема за Департамента за морски изследвания ONR на ВМС на САЩ по проект на високоскоростен катамаран.
   
3. 
   Съвместно с Университета в Айова, САЩ и Опитния басейн INSEAN към италианските ВМС продължаване на изследванията по проект на кораб с водометно задвижване.
   
4. 
   Създаване на системи за виртуална реалност с използуване на опита от разработения тренажор за управление на подводни лодки „Вълна-М” за ВМС на РБ.
   

2. 
   ОБУЧЕНИЕ
   

Европейският опит на редица страни като Финландия, Норвегия, Холандия и Белгия показва, че аналогични на ИХА изследователски центрове реализират много успешно сътрудничество с висшите учебни заведения чрез предоставянето на скъпоструваща модерна материална база за ползуване както и на подготвени специалисти - за съвместно провеждане на лекции, лабораторни упражнения, практики и стажове, както и за разработване на дипломни и докторантски проекти. Институтът по хидро- и аеродинамика отговаря напълно на условията за подобна дейност, още повече че в страната единствено ИХА осъществява предмет на дейност в сферата на морските технологии и на значителен кръг от задачи на морския и речния транспорт, които отрасли са от жизнено значение за развитието на отворена пазарна икономика.

В тази насока се планира приоритетно разширяване на обема и спектъра на осъществяваното вече сътрудничество в сферата на обучението с висшите учебни заведения от региона на базата на действащите рамкови споразумения и договори с ТУ-Варна, ВВМУ ”Н.Й.Вапцаров”-Варна, Добруджански технологичен колеж с включване на Морската гимназия-Варна и други образователни институции.

Международните контакти на ИХА-БАН при организирането или участието в различни национални и международни симпозиуми и конференции, провеждането на стажове на студенти от други Европейски страни, както и работата по европейски проекти, в които ИХА-БАН е страна, дават възможност на студентите и докторантите за международни изяви, за осъществяване на контакти с чуждестранни студенти и водещи специалисти от различни страни, както и за добиване на практически опит при разработване на съвместните проекти.

Горните предпоставки и създадената в ИХА - БАН инфраструктура и материална база позволяват да се осъществява обучение в следните направления:
1. Обучение на ученици, студенти и курсанти
1.1 Лекционни занятия и упражнения по учебни дисциплини „Корабостроене и морска техника”, „ Механка на флуидите”, „Океанско инженерство”, „Речно и морско строителство” и други сходни специалности;

1.2 Лекционни занятия по планиране и провеждане на експерименти в областта на механика на флуидите и анализ и обработка на получените данни;

1.3 Лабораторни упражнения по хидродинамика на морски съоръжения в специализираните експериментални подразделения на Института – дълбоководен, плитководен и маневрено-мореходен басейни, кавитационна тръба;

1.4 Лабораторни упражнения по запознаване с програмни пакети и методите на числената хидро- и аеродинамика;

1.5 Лабораторни упражнения в аеродинамичната тръба по изследване на въздушни течения около наземни и морски конструкции;

1.6 Лабораторни упражнения в аеродинамичните стендове за изследване на средства за пречистване на въздуха и вентилаторни системи;

1.7 Лабораторни упражнения по използуване на CAD-CAМ системи за генериране на 3D модели и изработване на изделия със сложна геометрия;

1.8 Лабораторни упражнения по измервателна техника.

2.1 Обучение на докторанти в областта на теорията на кораба, механика на флуидите и морско и речно строителство с използуване на посочените по-горе програмни пакети и изчислителни ресурси;

2.2 Организиране и провеждане на числени експериментални изследвания, свързани с докторантски разработки в областта на хидро- и аеродинамиката.

3. 
   Летни стажове на студенти от България и други Европейски страни
   

3.2. Разширяване на сътрудничеството освен с университетите в Рощок, Германия и Брест, Франция и с други сродни институти и университети от Германия, Испания, Белгия с които има предварителни договорености.

3. 
   Постдокторантски стажове
   
   1. 
      Осигуряване на инфраструктура и условия за провеждане на
      

3. 
   Възлагане на дипломни работи за студенти
   
   1. 
      Ежегодно, съгласувано с университетите, изготвяне на списъци с теми за
      

3. 
   Организиране на научни форуми (семинари, конференции, конгреси)
   
   1. 
      Съвместно с партньори от морската общност организиране на научни и
      

3. 
   Тренажорна подготовка на корабоводители за р.Дунав и вътрешните водни пътища на Европа
   

2. 
   Тренажорна подготовка на курсанти от ВВМУ”Н.Й.Вапцаров” по задачи от речната лоция;
   
3. 
   Запознаване на ученици от Морската гимназия – Варна с основите на речното корабоводене.
   

3. 
   КАДРОВИ ПОТЕНЦИАЛ
   

Обективно съществува определен интерес сред младите кадри за осъществяване на научна кариера в ИХА-БАН главно поради удачната симбиоза между теория и експеримент и наличието на съвременна експериментална база, оборудване и програмно осигуряване, а така също и широките международни връзки с други сродни организации. Същевременно ниското заплащане прави невъзможна конкуренцията с други работодатели в страната и извън нея. Понастоящем са реални следните форми на привличане на млади учени:

1. Обявяване на конкурси за докторанти по дисциплините от предмета на дейност на Института и обучение в съответно акредитираните учебни заведения с назначаване на докторантите на щат в Института с цел постигане на материалното им стимулиране;

2. Активно участие в учебния процес на новосъздадената с участието на ИХА-БАН специалност „Океанско инженерство” във ВВМУ”Н.Й.Вапцаров”-Варна, и на тази основа, привличане на подходящи кандидати за работа в Института;

3. Участие в конкурси за финансиране на обучение в чужбина, участия в конференции на докторанти и млади кадри и научни работници;

4. Усъвършенстване на формите за допълнително материално стимулиране на участието на учени в международни проекти и от поръчки за приложни изследвания.

4. 
   МОДЕРНИЗАЦИЯ НА ЕКСПЕРИМЕНТАЛНАТА БАЗА
   

Чрез активно и успешно участие в конкурсите за инфраструктурни проекти на фонд „Научни изследвания”, на ЕК и на други донори, посредством което през последните години в ИХА-БАН бяха модернизирани перспективни експериментални съоръжения и доставени съвременни софтуерни продукти, в разглеждания период се планира продължаване на модернизацията в следните направления:

1. Завършване през 2010 г. изграждането на маневрения тренажор за речни кораби и състави, разработван съвместно със специалисти от Фламандския институт за хидравлични изследвания (Flanders Hydraulics Research – FHR), Белгия и съфинансиран чрез конкурсен проект BUL017/07 от Фламандското правителство;

2. Проектиране и създаване на лаборатория за изследване на ефективността на морски и речни възобновяеми енергийни източници по спечелен в края на 2009 г. конкурсен проект от фонд „Научни изследвания” към МОН;

3. Проектиране и изграждане на аеродинамична тръба с голям работен участък за изследване на сгради и комплекси от сгради, големи мостови конструкции и други обекти;

4. Проектиране и изграждане на вълнови басейн за изследване на дълбоководни котвени системи и подводни апарати;

5. Обогатяване на библиотеката от програмни продукти на Института, в частност с такива, ориентирани към численото изследване и оптимизацията на конструкции на средства за добив на енергия от възобновяеми енергийни източници;

6. Обогатяване и допълване на CAD-CAM системата с нови програмни продукти за проектиране и 5-осно управление и 3D принтер за моделиране;

7. Изграждане на семинарен център за обучение и квалификация по морски науки и технологии.

5. 
   НАЦИОНАЛНО И МЕЖДУНАРОДНО СЪТРУДНИЧЕСТВО
   

1.1 Участие на водещи учени от ИХА в дидактичния процес във висшите учебни заведения на Варна чрез лекции в областта на хидро- и аеродинамиката;

1.2 Сътрудничество с партньорите от Регионалния изследователски център по морски науки и технологии (РИЦМНТ) : ВВМУ-Варна; БАН - Институт по океанология-Варна и ТУ-Варна съгласно рамковото споразумение и тематични договори;

1.3 Сътрудничество с институтите и лабораториите на БАН по предмета на дейност на Института;

1.4 Сътрудничество с национални висши училища: ТУ - София - катедра „Въздушен транспорт”; Университет по архитектура, строителство и геодезия (УАСГ) – София, Хидротехнически факултет;

1.5 Сътрудничество с фирми от сферата на: проектиране на кораби и сондажни платформи, хидротехническо строителство, усвояване на нови енергийни източници;

1.6 Сътрудничество с Българската национална асоциация по корабостроене и кораборемонт (БНАКК), със Съюза на учените в България (СУБ); с Научно-техническия съюз (НТС);
1.7 Участие (както и досега) в конкурсите на фонд „Научни изследвания”, Националния иновационен фонд (НИФ) и в други конкурси на национално ниво.

1.8 Създаване на център за високи технологии в морското стопанство на базата на рамковото споразумение, сключено между ИХА-БАН, Института по океанология-БАН и фирмата Advanced Technology JSC, в рамките на подписано в края на 2009 г. рамково споразумение за съвместно участие в планираните в близките години инструменти на ОП ” Конкурентноспособност”.

2.1 Изпълнение на договори за хидро- и аеродинамични изследвания и изчисления за чуждестранни възложители;

2. 
   Активно участие в конкурсите на Департамента за морски изследвания ONR на ВМС на САЩ;
   
3. 
   Участие в работата на панел AVT-161 на НАТО по проблемите на хидродинамиката на перспективни плавателни съдове и възстановяване на участието ни в работната група по виртуално прототипиране SG61;
   
4. 
   Продължаване на научно-техническото сътрудничество и изпълнение на договорените проекти с партньори от Фламандския институт за хидравлични изследвания FHR; Датския морски институт FT-DMI; Италианския опитен басейн INSEAN и др.
   
5. 
   Участие в целевите групи специалисти в програмата на НАТО за изследвания и развитие в областта на високоскоростни плавателни съдове и числена симулация на динамиката на подвижни обекти;
   
6. 
   Активно участие в конкурсите на 7-ма Рамкова програма на ЕК и на другите източници за финансиране на научноприложни проекти;
   
7. 
   Продължаване на активното участие в работата на Международната организация на опитните басейни ITTC; в Европейския морски център ECMAR, в Европейската платформа по воден транспорт WАТERBORN др.;
   
8. 
   Възобновяване на перспективното сътрудничество със сродните институти в Китай;
   
9. 
   Финализиране на договореностите с Испанския опитен басейн CEHIPAR за прием и обучение на докторанти.