Ученые Пермского Политеха разработали первую в мире трехмерную компьютерную модель, которая позволяет прогнозировать деформации оптоволоконных кабелей с металлическим покрытием еще на этапе проектирования. Разработка поможет повысить надежность систем мониторинга вулканов, землетрясений, геотермальных скважин и других объектов, работающих в экстремальных условиях. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Исследователи ПНИПУ впервые создали трехмерную модель, учитывающую реальные температурные режимы материалов. В ней кварцевому стеклу и медному покрытию задаются разные температуры затвердевания: для кварца — 1350–1450 °C, для меди — около 1080 °C. После этого моделируется процесс охлаждения волокна до комнатной температуры.
«Суть нашей работы в том, что мы создали трехмерную модель, то есть компьютерную копию волокна в объеме, со всеми его слоями и формой, а не плоскую картинку», — рассказал аспирант кафедры «Общая физика» ПНИПУ Михаил Напарин.
Проверка показала, что погрешность модели не превышает 1,5%. Затем ученые применили ее к нескольким вариантам конструкции оптоволокна и выяснили, что увеличение толщины кварцевой оболочки между сердцевиной и медным покрытием со 125 до 200 микрометров уменьшает радиальные деформации сердцевины на 36%.
По словам заведующего кафедрой «Общая физика» ПНИПУ, доктора физико-математических наук Анатолия Перминова, более толстый слой кварца действует как своеобразный амортизатор, принимая на себя часть напряжений и защищая светопроводящую сердцевину от деформаций.
Авторы считают, что новая модель позволит заранее подбирать оптимальную конструкцию оптоволоконных кабелей для работы при высоких температурах, радиации и в агрессивных средах. В перспективе это поможет создавать более надежные датчики для нефтегазовой отрасли, геотермальной энергетики, атомной промышленности и космической техники.
Ранее в России разработали нетравмирующий метод наблюдения за раком мочевого пузыря.