Institute of Mechanics - BAS · 35 ãîäèíè Èíñòèòóò ïî ìåõàíèêà 1977-2012 è 50 ãîäèíè îðãàíèçèðàíè èçñëåäâàíèÿ ïî ìåõàíèêà

Институт по механика - Българска академия на науките

Institute of Mechanics -Bulgarian Academy of Sciences

64

Èíñòèòóò ïî ìåõàíèêà - ÁÀÍ

Institute of Mechanics - BAS

Ñîôèÿ, 2012

Sofia, 2012



64

35 ãîäèíè Èíñòèòóò ïî ìåõàíèêà

1977-2012

è

50 ãîäèíè îðãàíèçèðàíè èçñëåäâàíèÿ ïî ìåõàíèêà â

ÁÀÍ1962-2012

35 Years Institute of Mechanics

1977-2012

and

50 Years of Research on Mechanics at BAS

1962-2012

Съставители:

Ангел БалтовАсен Шулев Васил КавърджиковДетелина ИгнатоваКостадин КостадиновМаргарита НатоваМиглена КириловаНадя АнтоноваНиколай ВитановНина ПешеваПетър ДжонджоровРумяна КоцилковаСлавчо Славчев

Authors:

Angel BaltovAssen ShulevVasil KavardjikovDetelina IgnatovaKostadin KostadinovMargarita NatovaMiglena KirilovаNadia AntonovaNikolay VitanovNina PeshevaPeter DjondjorovRumiana KotsilkovaSlavcho Slavchev

Институт по Механика - БАН 35 години Институт по механика

и 50 години организирани изследвания по механика в БАН

Institute of Mechanics - Bulgarian Academy of Sciences35 Years Institute of Mechanics

and 50 Years of Research on Mechanics at BAS

TEMPORA LtdSofia, 2012ISBN 978-954-92737-4-8



5

ÑúäúðæÀÍÈå

Увод - 35 години Институт по механика ....7

Директори на Института.............................13

Изследователска структура наИнститута.....................................................14

Научно-изследователски звена наИнститута:

Механика на дискретни системи...............15

Механика на флуидите................................23

Механика на деформируемото твърдотяло................................................................29

Биомеханика.................................................37

Физико-химична механика.........................49

Математическо моделиране и численисимулации в механиката.............................57

Content

Introduction - 35 Years Institute ofMechanics........................................................7

Directors of the Institute................................13

Research Structure of the Institute................14

Departments of the Institute:

Mechanics of Multibody Systems.................15

Fluid Mechanics............................................23

Solid Mechanics............................................29

Biomechanics................................................37

Physico-Chemical Mechanics.......................49

Mathematical Modeling and Numerical Simulation in Mechanics.............57

4



7

35 ãîäÈÍÈ ÈÍÑÒÈÒÓÒ ÏîÌåÕÀÍÈÊÀ - ÁÀÍ

Институтът по механика (ИМех) е наученцентър с дългогодишни традиции и водещаза страната роля във фундаменталните ипри лож ните научни изследвания в областтана механиката, роботиката, мехатрониката ибиомеханиката. Той осъществява експертнаи иновационна дейност и участва в под -готов ката на докторанти и висококвали фи -цирани специалисти в областта на механи -ката и биомеханиката. Основните приори -тети на ИМех са да развива тематиката си всъот ветст вие със световните тенденции вмехани ката, да осъществява активно между -на родно научно сътрудничество, да сеприоб щава към насоките на Европейскиясъюз за развитие на науката и да решава спе -цифични проблеми, свързани с българскатаиндустрия. Институтът по механика е създаден през1977 г. чрез сливане на секторите по меха -ника на Института по математика и механи -ка и на Централната лаборатория по биоме -ханика. Той се явява наследник на Институ -та по техническа механика, който от 1962 г.започва организираните научни изследванияпо механика в БАН. През 1989 г. къминститута се присъединява Лаборатория"Прецизна механика". Институтът по меха -ни ка е първият институт в Централна иИзточна Европа, който наред с традицион -ната тематика по механика включва в своятадейност и сравнително новото в световенмащаб направление по биомеханика. Основател и пръв директор на Института помеханика е акад. Георги Бранков. От 1988 г.директори на ИМех са последователно чл.-кор. Стефан Радев (1988-1992), проф. дтнКольо Минков (1993-1998), доц. д-р Емил

35 YeARS InStItute ofMeChAnICS - BAS

The Institute of Mechanics - BAS (IMech) is ascientific center with long traditions and lead-ing role in Bulgaria in the fundamental andapplied research in mechanics, robotics,mechatronics, biomechanics and related fields.The Institute is involved in training PhD stu-dents and qualified specialists, in innovationand expert activities, and practical applicationof research results. The basic priorities ofIMech are harmonizing the scientific researchtopics with the world trends in mechanics,striving for intensive international cooperationthus becoming an active member of theEuropean scientific community and developingtools for solving specific problems posed bythe Bulgarian industry.The Institute of Mechanics was founded in1977 on the basis of the departments of theInstitute of Mathematics and Mechanics,involved in research in different areas ofmechanics, and the Central Laboratory ofBiomechanics. Until 1993 it was calledInstitute of Mechanics and Biomechanics andlater was renamed to Institute of Mechanics.The Institute of Mechanics is a successor of theInstitute of Technical Mechanics founded in1962 - the year that marked the start of organ-ized research in different areas of mechanics inBAS. In 1989 the Laboratory of PreciseMechanics joined the Institute. The Institute ofMechanics was the first institute in the Centraland East Europe to include in its research pro-gram the relatively new field of biomechanicsin addition to traditional topics in mechanics. Founder and first Director of the Institute ofMechanics was Acad. G. Brankov succeededby Corr. Member of BAS Stefan Radev (1988-1992), Prof. DSc Kolio Minkov (1993-1998)



8

Маноах (1998-2010) и от 2010 г. проф. дтнВасил Кавърджиков. През 2010 г. към Института по механика еприсъединена Централната лаборатория пофизико-химична механика и той е структу -риран в шест научни направления: Меха -ника на дискретни системи, Механика нафлуи дите, Механика на деформируемототвърдо тяло, Биомеханика, Физико-химичнамехани ка и Математическо моделиране ичислени симулации в механиката. Научноизследователският състав на ИМехсе състои от 101 учени: 1 член-кореспон -дент, 14 професори, 54 доценти, 27 главниасистенти и 5 асистенти. Докторите нанауките са 9 и 70 са доктори. В Институтаработят учени от различни области нанауката: математици, механици, физици,строи телни, машинни и химически инже -нери и др. Институтът е оборудван с експерименталнаапаратура за изследване на различни меха -нич ни, биомеханични и физико-химичнисистеми, както и за микро- и нано- меха -нични изследвания на материали.Институтът по механика е съучредител наклъстер "Мехатроника и автоматизация",финансиран от програма ФАР на ЕС. Врамките на този клъстер Институтът сътруд -ничи с 13 организации, от които 10 са малкии средни предприятия. Институтът е ини -циа тор и съучредител и на браншова камара"Светодиодни технологии за осветление".ИМех е сертифициран под номер NB 1938от регистъра на Европейската комисия заоценка на бетонни отливки по БДС. Набазата на научно-приложните разработки наинститута в София и други градове встраната са изградени художествено офор -мени фонтанни комплекси.Учените от Института прилагат своитенаучни разработки в практиката и осъщест -вя ват трансфер на технологии в различниобласти на промишлеността, земеделието,

and Assoc. Prof. Dr. Emil Manoach (1998-2010). Since 2010, Director of the IMech isProf. DSc Vassil Kavardjikov.In 2010 the Central Laboratory of Physico-Chemical Mechanics was joined to the Instituteof Mechanics. Since then the research in IMechis structured in six departments on the basis ofpreviously existing departments of fluidmechanics, solid mechanics, robotics, biome-chanics and physico-chemical mechanics.Currently, the research staff of the IMech con-sists of 101 scientists - 1 Corr. Member of theBAS, 14 Professors, 54 Assoc. Professors, 27Senior Assistants and 5 Assistants, among them9 Doctors of Science and 70 researchers withPhD degree. IMech has 6 Departments:Mechanics of Multibody Systems; FluidMechanics; Solid Mechanics; Biomechanics;Physico-Chemical Mechanics, andMathematical Modeling and NumericalSimulations in Mechanics. The staff comprisesmathematicians, physicists, and mechanical,civil, machine and chemical engineers, etc. AtIMech there are various experimental equip-ments and many experimental techniques andmethods, that the researchers have developed tosolve a wide variety of problems, related tomechanics, biomechanics, physico-chemicalmechanics and micro- and nano-mechanics. Currently, the research carried out at IMech isstructured in 12 projects, financed by the BASand 8 projects financed by the BulgarianScience Fund. Additionally 7 projects arefinanced by international programs comprising3 Projects within the framework of 7-th FP ofEC and 4 projects financed by COST, another 8projects are carried on within the framework ofthe bilateral cooperation of BAS with scientificinstitutions from Italy, Czech Republic, Russia,Ukraine and Belarus. The scientists from IMech directly apply theirresults and achievements in practice and arealso involved in transfer of technologies to dif-ferent branches of industry, agriculture, medi-



9

медицината и спорта. През последнитегоди ни се изпълняват годишно от 10 до 15договора със стопански организации отстра ната. Иновационната дейност на Инсти -тута се осъществява и чрез 4 проекта,финан сирани от Националния иновационенфонд. Създа ден e Център за трансфер натехноло гии в област та на механиката всътрудни чество с учредената в БАНфондация "ГИС Трансфер-център".Институтът е съосновател на виртуаленинститут КММ-VIN със седалище вБрюксел. Той също така е част от GRID-обществото в България и от ЕвропейскияGRID-проект EGEE2.ИМех осъществява своята научноизследо ва -тел ска дейност по 12 научни теми, финанси -рани от бюджета на БАН, 8 проекта финан -сирани от Националния фонд "Научни из -след вания" и 7 проекта по международнипрограми (3 по Седма рамкова програма наЕК, 4 по COST на Европейската научна фон -дация), 8 проекта по двустранното сътруд -ничество на БАН с научни организации иуниверситети от Италия, Чехия, Русия,Украйна и Беларус. През годините Институтът по механика еимал активно участие в 19 научни проектапо 4-а, 5-а, 6-а и 7-а рамкови програми наЕК, 11 проекта по програми на НАТО, 10проекта по програма COST на Европейскатанаучна фондация и 2 проекта на НАСА,САЩ. Два от проектите по рамковитепрограми на ЕК са международни научнимрежи по компе тентност на Европейскатакомисия с над 70 други научни организации,един е интегри ран проект в областта нависоките техноло гии, един проект е вподкрепа на малките и сред ните пред -приятия, един проект е в област та нагеномиката и един проект е за обу чение попрограмата Мария Кюри в Европейскамрежа в областта на микро-електромеха -ничните системи. Институтът е изпълнявал

cine and sports. During last years there are onaverage 10-15 contracts signed with localindustrial organizations and carried out atIMech. The innovation activity of IMech is alsorealized through 4 projects, financed by theNational Innovation Fund of Bulgaria. ACenter for technology transfer in the field ofmechanics was created at IMech, and it is func-tioning in cooperation with the "GiS Transfercenter Foundation" founded at BAS.IMech is co-founder of cluster "Mechatronicsand Automatization", financed by the PHAREprogram of the EU. Within its framework, theInstitute is collaborating with 13 partner organ-izations, 10 of which are SME (small or medi-um enterprises). IMech also initiated and is co-founder of the Branch Chamber "LED LightingTechnologies". It is certified to evaluate con-crete samples pursuant to the Bulgarian StateStandard - register No NB 1938 as listed in theEuropean Commission Register. Based on theapplied research of the IMech, a number ofbeautiful fountain complexes were built inSofia and other Bulgarian cities. Thanks to the professional abilities of the sci-entists at IMech, they are sought as partnersand they keep intensive contacts and have fruit-ful cooperation with colleagues from a numberof scientific institutes and universities inEurope, USA, Japan, etc. They have participat-ed in a total of 19 projects within the 4th, 5th,6th, and 7th Framework Programs of EC, 11NATO projects, 10 COST projects of theEuropean Science Foundation and 2 projects ofNASA - USA. Among them - two of the ECprojects are Networks of Excellence, whereIMech is in partnership with more than 70 otherscientific organizations, one project is a HighTechnologies Integrated Project, one project isin support of the SME, one project is in thefield of genomics and another project is aMarie Curie Training Network in the field ofMEMS (micro-electro-mechanical systems).Researchers from the IMech have participated



10

множество проекти по двустран но тосътрудничество на БАН с академии и науч -ни организации от Англия, Белгия, Герма -ния, Франция, Италия, Чехия, Унгария,Швейцария, Русия, Украйна, Беларус,Израел и др., а също и проекти на Мини -стерството на образованието, младежта инауката с Гърция и Франция (програма"Рила"). Учените от Института по механика участватактивно в образованието на високо квали -фи цирани специалисти в областта натеоретич ната и приложна механика, биоме -ха никата и мехатрониката. Институтът имасредно по 10 докторанти годишно. Същотака, учени изна сят лекции за студенти идокторанти във Франция, Германия, Белгия,Швейцария, Русия и САЩ. В ИМех сеорганизират курсо ве за следдипломна ква -лификация, в съответ ст вие със стандартитеISO 9712, ISO 20807, ISO 18436, EN 473 иEN 4179 на специалисти по безразру -шителен контрол на машини и съоръжения.ИМех е съосновател и седалище наНационалния комитет по теоретична иприложна механика, който е колективенчлен на Международния съюз потеоретична и приложна механика (IUTAM)от 1969 г. Той е организатор нанационалните конгреси по теоретична иприложна механика, провеж да ни на всекичетири години, като последният 11 конгрессе проведе през 2009 г. ИМех организирасъщо ежегодна Национална конференция побезразрушителен контрол (с международноучастие) и ежегодна Европей ска лятнашкола по биореология със Симпо зиум помикро- и наномеханика и механобио логияна клетки, тъкани и системи. ИМех е билорганизатор и на Конференция по робо тика(PRACTRO), провеждана на две години. Институтът издава научна периодика:списа ние Journal of Theoretical and AppliedMechanics от 1970 г., поредица "Биоме ха -

in numerous projects as part of the bilateralcooperation agreements between the BAS andthe academies and scientific organizations ofUK, Belgium, Germany, France, Italy, CzechRepublic, Hungary, Switzerland, Russia,Ukraine, Belarus, Israel etc, as well as in proj-ects of the Ministry of Education, Youth andScience with Greece and France (Rila pro-gram). IMech is co-founder of the virtual insti-tute KMM-VIN seated in Brussels. It is also apart of the GRID society in Bulgaria and partic-ipant of the European GRID project EGEE2.IMech scientists actively participate in thetraining of highly qualified specialists in thefields of theoretical and applied mechanics,biomechanics and mechatronics. Annuallyabout 10 PhD students are trained at IMech.The scientists have been also invited to lectureto graduate and PhD students in France,Germany, Belgium, Russia and USA. Coursesfor post-diploma training of NDT - specialistsare traditionally organized in compliance withISO 9712, ISO 20807, ISO 18436, EN 473 andEN 4179 standards.IMech is co-founder and residence of theNational Committee of Theoretical andApplied Mechanics, which is a collective mem-ber of the International Union of Theoreticaland Applied Mechanics (IUTAM) since 1969.It is also the organizer of the National Congressof Theoretical and Applied Mechanics, whichis periodically held every 4 years - the last 11-th Congress was held in 2009. The Instituteorganizes annually the National Conference onNon-Destructive Testing (NDT) with interna-tional participation, whose 27th edition wasthis year, as well as the European SummerSchool on bioreology with a Symposium onmicro- and nano-mechanics and mechano-biol-ogy of cells, tissues and systems. IMech wasthe organizer of the Conference on Robotics(PRACTRO) held every two years. The Institute of Mechanics is publisher of theJournal of Theoretical and Applied Mechanics



11

ника" (1974-1995) и нейното продължениекато списание "Series on Biomechanics" от2007 г. От 2010 г. започна издаването напоредица "Series in Applied Mathematics andMechanics". Учените имат публикувани над 20 научнимонографии на български, руски ианглийски език. Годишно се публикуват над170 научни статии, от които около 70 са всписания с Impact Factor (IF) или ScientificJournal Rankings (SJR).Институтът по механика е носител на орден"Кирил и Методий" - І степен за неговияпринос в развитието на механиката иподготовката на научни кадри (1987 г.). През2009 г. ИМех участва в конкурса на Фонда -цията за приложни изследвания и комуни -кации и е oбявен за "Иновативна научноиз -следователска организация на годината".

since 1970, the Biomechanics between 1974and 1995 and its continuation as a periodicjournal Series on Biomechanics since 2007. In2010 IMech started publishing a new series ofbooks called Series in Applied Mathematicsand Mechanics.Over the years, the scientists from IMech havepublished more than 20 monographs inBulgarian, Russian and English. The annualpublishing output of IMech is over 170 scien-tific papers, 70 being in journals with ImpactFactor (IF) or Scientific Journal Rankings(SJR).In 1987, the Institute of Mechanics was award-ed the First Degree Order of "Saints Cyril andMethodius" for its contribution to the develop-ment of mechanics and training of specialists. In 2009 IMech participated in the NationalContest of Innovative Enterprise organized by

Ïúðâà êîïêà çà ñãðàäàòà íà èíñòèòóòà

Groundbreaking for the building of theInstitute of Mechanics



12

Съвместната разработка на учени от Инсти -тута по механика и от Института заинформа ционни и комуникационни техно -ло гии на БАН и Техническия Университет -София е отличена със сребърен медал на 39-то изложение "International Exhibition ofInventions of Geneva 2011".

the Applied Research and CommunicationsFund and was awarded the honorary diploma of"Innovative Scientific-Research Organizationof the Year". The Silver Medal of the 39th InternationalExhibition of Inventions of Geneva 2011 wasawarded to a project jointly developed byresearchers from the Institute of Mechanics, theInstitute of Information and CommunicationTechnologies-BAS and the TechnicalUniversity of Sofia.



13

äÈðåÊÒîðÈ ÍÀ ÈÍÑÒÈÒÓÒÀÏî ÌåÕÀÍÈÊÀ Ïðåç 35ãîäÈøÍÀÒÀ ÌÓ ÈÑÒîðÈßÑÀ ÁÈëÈ

DIReCtoRS of the InStItuteof MeChAnICS thRoughoutItS 35 YeARS of exIStenCeweRå

Акад. Георги Бранков – основател и пръвдиректор на Института от 1977 г. до 1988 г.

Academician Georgi Brankov – founder andfirst director of the Institute of Mechanics

Проф. дн Кольо Минков – от 1993 г. до 1998 г.

Prof. DSc Kolio Minkov – from 1993 to 1998

Проф. дн Васил Кавърджиков – от 2010 г.

Prof. DSc Vasil kavardjikov, since 2010

Член-кореспондент дн Стефан Радев – от 1988 г. до 1992 г.

Corr.-Member of BAS DSc Stefan Radev –from 1988 to 1992

Доц. д-р Емил Маноах – от 1998 г. до 2010 г.

Assoc. Prof. D-r Emil Manoach –from 1998 to 2010



14

ÈçÑëåäîâÀÒåëÑÊÀÑÒðÓÊÒÓðÀ ÍÀ ÈÍÑÒÈÒÓÒÀÏî ÌåÕÀÍÈÊÀ-ÁÀÍ

ReSeARCh StRuCtuRe of theInStItute of MeChAnICS-BAS

Механика на дискретни системи Mechanics of Discrete Systems15

ÌåÕÀÍÈÊÀ ÍÀ äÈÑÊðåÒÍÈÑÈÑÒåÌÈ

В направление "Механика на дискретнисистеми" се провеждат изследвания вобласт та на теорията на управлението,теорията на механизмите и машините,роботиката и мехатрониката. Изследват серегулярни и случайни процеси в механикатана системи тела. Развиват се компютърни иексперимен тални методи за оптималенсинтез (проекти ране) и управление натехнически системи като манипулатори,роботи, мехатронни и биомеханични систе -ми. Проектират се инте ли гентни мехатрон -ни системи с приложение в промишленост -та, медицината и спорта, манипулационни и

DepARtMent of MeChAnICS of DISCReteSYSteMS

The Department of Mechanics of DiscreteSystems (MDS Department) carries out theo-retical and experimental research in the field ofcontrol theory, mechanisms and machines the-ory, robotics, and mechatronics. Some regularand random processes in the field of multibodysystems mechanics are also studied. Computerand experimental methods for optimal designand control of technical systems such as manip-ulators, robots, mechatronic and biomechanicalsystems are developed. Many intelligentmechatronic systems and robots are prototypedfor scientific, industrial, medical, and sportsapplications. Some of them are designed for

Staff photo: (from left to right) first raw - Violeta Madjarova, Tsvetelina Yorgova; second raw -Kostadin Kostadinov,Dimitar Trifonov; third raw- Detelina Ignatova, Tihomir Tiankov, Ilia Russev, Nadia Georgieva; fourth raw - Valentin

Abadjiev, Assen Shulev.

http://www.imbm.bas.bg/index.php/en_US/mechanics-of-multibody-systems

http://www.imbm.bas.bg/index.php/bg_BG/mechanics-of-multibody-systems


мобилни роботи, роботи зирани системи заадаптивен монтаж, роботи за микро- и нано-манипулации, биомеха нични и биомеха -трон ни системи. Извършват се прецизнилазерно оптични експеримен тал ни изслед -ва ния за определяне характеристи ките нанови материали както и на разрабо тенитемеханични системи в рамките на Института.Научното направление е създадено през2011 г. с ръководител проф. К. Костадинов исъстав от 3 професори, 13 доценти, 8 главниасистенти и 4 докторанти. То обединявасъществуващите в ИМех секции: Механикана системи тела; Роботика и мехатроника;Мехатронни системи, Динамика и оптими -зация на управлявани механични системи иЛаборатория "Управление в механиката". 1. Секция "Механика на системи тела" енаследник на секция "Устойчивост иуправление на механични системи", която есъздадена през 1972 г. и е ръководена отпроф. дмн Атанас Анчев. През 1995 г.секцията продължава своята дейност подръководството на проф. дтн Кольо Минковдо 2008 г., след него ръководител е проф.дтн Валентин Абаджиев. Разгледани сазадачи за стабилизация на стационарнидвижения с цик лични координати с помощ -та на сили, действащи върху тях (проф. А.Анчев). Създа дена е теория на синтез ианализ на тризвенни механизми с висшикинематични двоици. Синтезирани и внед -рени са в транспортното машиностроене наконкретни конични и хипоидни зъбнипредавки (проф. К. Минков, проф. В.Абаджиев).2. Секция "Роботика и мехатроника"

произ лиза от секция "Приборостроене ироботи" с Лаборатория по гласова връзка,създадена през 1976 г. под ръководството напроф. Михаил Константинов. През 1990 г.секцията е ръководена от доц. д-р СимеонПатарински и доц. д-р Анани Ананиев, а от1999 г. до 2011 г. - от доц. д-р ДетелинаИгнатова. Разра бо тени са оригинални висо -

micro- and nano-operations, adaptive assem-bly, bio- and gene-engineering. Precise lasermetrological experiments are carried out at theoptical laboratory of MDS Department. Theyallow researchers to investigate and determinethe properties of new materials and mechanicalsystems developed at the Institute ofMechanics.The Department of Mechanics of DiscreteSystems was established in 2011 after mergingthe following previously existing sections atthe Institute of Mechanics: Mechanics ofMultibody Systems; Robotics and Mecha -tronics; Mechatronic Systems; Dynamics andOptimization of Controlled MechanicalSystems; Laboratory of Control in Mechanics.The Head of the Department is Prof. K.Kostadinov and the staff consists of 3Professors, 13 Associate Professors, 8 AssistantProfessors and four PhD students. 1. Section "Mechanics of Multibody

Systems" succeeded Section "Stability andControl of Mechanical Systems", which wasestablished in 1972 and headed by Prof. DScAtanas Anchev until 1995. After his retirement,the section continued its activities under themanagement of Prof. DSc Kolyo Minkov until2008, followed by Prof. DSc Valentin Abadjiev.Various tasks for stabilization of stationarymovements with cyclical coordinates with thehelp of pressures affecting them have beenresearched (Prof. A. Anchev). A theory for syn-thesis and analysis of trilateral mechanismswith high kinematic couples has been devel-oped. Concrete cone and hypoid gears havebeen implemented into transport machine con-struction (Prof. K. Minkov, Prof. V. Abadjiev).2. Section "Robotics and Mechatronics"

evolved from the Section of Instruments andRobots with Laboratory of Voice Connection,established in 1976 under the leadership ofProf. Mikhail Konstantinov. After his retire-ment in 1990, the section has been headed suc-cessively by Assoc. Prof. Dr. SimeonPatarinski, Assoc. Prof. Dr. Anani Ananiev, and


коефективни методи и алгоритми за реше -ние на обратната задача на кинематиката нароботи и манипу латори (доц. С. Патарин -ски); създадени са двурък робот за монтаж -ни операции (доц. Л. Марков), роботизирантехнологичен модул за финишни операции(доц. А. Ананиев, доц. Д. Игнатова, доц. Ал.Вацкичев), гама модулни роботи за обу -чение (доц. Д. Игнатова, доц. А. Ананиев).Изградена е съвременна оптична лаборато -рия, която е една от най-добре обору дванителаборатории в България. В нея са изслед -вани множество експериментални образци сизключително висока прецизност, като те саизучени в детайли и подобрени впослед -ствие (гл. ас. П. Кулев, доц. И. Русев).3. Секция "Динамика и оптимизация на

управ лявани механични системи" енаслед ник на секция "Динамика и оптими -зация на робототехнически системи", създа -дена през 1990 г. под ръководството напроф. дтн Пенчо Маринов. От 1999 г.секцията е ръководена от доц. д-р ПеткоКирязов, а от 2009 г. до 2011 г. - от доц. дтнЕвтим Захариев. Разработена е и се прилагав изследователската дейност обобщенамето дика за моделиране на дина миката намногозвенни системи от твърди и еластичнитела. Анализират се големи еластичнисистеми подложени на външно влияние ивълнови процеси, като земетре сения идруги. Разработени са алгоритми и програм -ни системи за активно и пасивно подтисканена деформации и демпфи ране на вибрациипри големи еластични конструкции с не -линейни деформации (доц. дтн Е. Захариев).4. Секция "Мехатронни системи" есъздадена през 1990 г. под ръководството надоц. д-р Паруш Парушев. От 1993 г.секцията последователно е ръководена отпроф. Кирил Арнаудов, проф. дтн КрасимирГеоргиев, проф. Костадин Костадинов идоц. д-р Лидия Митуцова. Разработени сароботизирани системи и технологии заадаптивен монтаж (проф. Кр. Георгиев),

Assoc. Prof. Dr. Detelina Ignatova. Originalhighly efficient methods and algorithms forsolving reverse tasks for the kinematics ofrobots and manipulators have been developedby Assoc. Prof. S. Patarinski. A number ofrobots were designed, such as two-handedrobot for construction operations (Assoc. Prof.Dr. L. Markov), robotized technological mod-ule for finishing operations (Assoc. Prof. A.Ananiev, Assoc. Prof. D. Ignatova, Assoc. Prof.A. Vatskichev), gama-module training robots(Assoc. Prof. D. Ignatova, Assoc. Prof. A.Ananiev). Within this section was establishedone of the most advanced and well-equippedoptical laboratories in Bulgaria, where manyexperimental specimen were analyzed with anutmost precision by researchers Pavel Kulevand Assoc. Prof. Iliya Russev.3. Section "Dynamics and Optimization of

Controled Mechanical Systems" is a succes-sor of the Section of Dynamics andOptimization of Robotechnical Systems estab-lished in 1990 under the leadership of Prof.D.Sc. Pencho Marinov, followed by Assoc.Prof. Dr. Petko Kiryazov, and Assoc. Prof.DSc. Evtim Zakhariev. General methodologyfor modeling the dynamics of multilateral sys-tems of rigid and elastic bodies has been devel-oped and implemented by researchers from thissection. Large elastic systems subjected toexternal pressures and wave processes, such asearthquakes and others have also been ana-lyzed. Algorithms and software systems foractive and passive distortion and suppressing ofdeformations affecting large elastic construc-tions have been developed (Assoc. Prof. DSc.E. Zakhariev).4. Section "Mechatronic Systems" was estab-lished in 1990 under the leadership of Assoc.Prof. Dr. Parush Parushev. Since 1993, the sec-tion has been successively headed by Prof.Kiril Arnaudov, Prof. DSc. Krasimir Georgiev,Prof. Kostadin Kostadinov, and Assoc. Prof.Lidia Mitutsova. Robotized systems and tech-nologies for adaptive assembly have been


паралелни манипула тори и мобилни роботи(доц. Д. Чакъров), биомехатронни системиза научни изследва ния и функционалнарехабилитация (доц. Л. Митуцова). Изслед -ва ни са кинематиката и динамиката намеханични системи, тяхната устойчивост ичувствителност (доц. Г. Бояджиев, доц. К.Делчев).5. Лаборатория "Управление в механика -

та" е основана през 2009 г. от група учени,работещи в областта на теоретичните ипрактическите въпроси на управление спри ложение в механиката и роботиката.Лабо раторията е ръководена от доц. дтнАлексан дър Череменски. Проведенитеоснов ни теоре тични изследвания сасвързани с аксио матиката на Нютоноватамеха ника. Издадени са три монографии надоц. А. Череменски. В областта на теоретич -ната и практическата роботика са проведениизследвания върху структурната и парамет -рич ната идентифи кация на управляемимногозвенни механични системи и експе -рименти с мехатрона система за управление.(доц. Г. Цветкова).В направлението проф. К. Костадинов еръководил национални и международниекипи, изпълняващи проекти по 4-а, 6-а и 7-а рамкови програми на ЕК, Немското научнообщество, Фонд "Научни изследвания" и др.Последният успешно реализиран проект,финансиран от 6-та рамкова програма наЕК, е HYDROMEL (Hybrid Ultra PrecisionManufacturing Process Based on Positional-and Self-assembly for Complex Micro-Products). В този проект е разработена новароботизирана технология за производствона микропро дукти с приложение в микро -електрониката, микромеханиката, оптиката,както и в биоин женерството за микро- инано-манипулации на биологични обекти. Под ръководството на проф. К. Костадинове разработен също първият български робот"Хидро-МиНа" (със 7 степени на свобода) заклетъчни микроманипулации и хибриден

developed by Prof. K. Georgiev, as well as par-allel manipulators and mobile robots - byAssoc. Prof. D. Tchakarov, biomechatronic sys-tems for scientific research and functional reha-bilitation - by Assoc. Prof. L. Mitutsova. Thekinematics and dynamics of mechanical sys-tems have been investigated, along with theirstability and sensitivity - by Assoc. Prof. G.Boyadjiev and Assoc. Prof. K. Delchev.5. The Laboratory of Control in Mechanics

was founded in 2009 by a number of scientistsworking on theoretical and practical controlapplications in the field of mechanics androbotics. The laboratory is headed by Assoc.Prof. DSc. A. Cheremensky. The fundamentaltheoretical research undertaken so far is relatedto the axiomatics of Newton mechanics - inaddition to three publications by Assoc. Prof.DSc. A. Cheremensky. In the field of theoreti-cal and practical robotics, the structural andparametric identification of controlled multi-body mechanical systems have been studied,and experiments with mechatronic systems ofcontrol carried out - by Assoc. Prof. G.Tzvetkova.At the Department of Mechanics of DiscreteSystems Prof. K. Kostadinov has conducted anumber of national and international teamsworking on projects of the EuropeanCommission - Fourth, Sixth, and SeventhFramework Programs, DFG, the BulgarianScience Fund, etc. The most recently complet-ed project in this field of research, funded bythe Sixth Framework Program of the EuropeanCommission, is the Hybrid Ultra PrecisionManufacturing Process Based on Positional-and Self-Assembly for Complex Micro-Products (HYDROMEL). Within this project, anew robotized technology has been developedfor the manufacture of microproducts withapplications in microelectronics, microme-chanics, optics, and bioengineering - for micro-an nano-manipulations with biological objects.The first Bulgarian robot, Hydro-Mina (withseven degrees of freedom) for cell micro-


монтаж на микропродукти. Роботът е реали -зиран като система, обслужваща ин -дустрията в производството на микроелек -трон ни чипове, радиочестотни етикети,микроме ханични устройства, инспекция налазерни чипове, както и за клетъчниманипулации.Резултатите от научните изследвания сазащитени с 2 патента и 10 заявки за изобре -тения. На основата на част от тях през 2010г. е създадена стартиращата фирма "Микро -на" ООД за производство на роботи за ин-витро оплождане.Съвременните тенденции в развитието намеханиката на дискретни системи са свърза -ни с изграждането на мехатрониката катомултидисциплинарно научно направле ниепри обединяване на изследванията върхумеханиката, електрониката и информати -ката. Научноизследователската дейност внаправ ле нието се извършва по две основнитеми: Тема 1. Моделиране и изследване навзаимо действието на системи тела(ръководител доц. дтн Е. Захариев).Разработва се принципно нов подход къмкласическата конструкция на кран, разгле -дан като робокран (доц. Ал. Казаков).Изслед ват се: влиянието на импулснитевъздей ствия върху релсови возила и опре -делен клас дър вообработващи машини (доц.Б. Маринов); адаптивното позиционноуправление на многозвенни мехатроннисистеми, базирано на сензорна информация(доц. Г. Цветкова); динамиката и управле -нието на механични и биомеханичнисистеми (доц. Кл. Младенова); динамикатана твърди и еластични много звен нисистеми, анализ и симулация на движениятаи деформациите (доц. дтн Е. Захариев).Разработена е и се прилага обоб ще наметодика за моделиране на динамиката намногозвенни системи от твърди и еластичнитела, като например големи еластичнисистеми, подложени на външно влияние и

manipulations and hybrid assembly of micro-products was developed by a team of scientistsheaded by Prof. K. Kostadinov. The robot hasbeen designed as a system for servicing themanufacturing industry in the fields of micro-electronic chips, radiofrequency tags, micro-mechanical devices, laser chips inspections, aswell as cell manipulations.The findings of this body of scientific researchhave been protected by two patents and tenapplications for registration of inventions.Based on some of them, a new start-up enter-prise for the manufacture of robots for in-vitrofertilization called Microna Ltd. was foundedin 2010.The contemporary trends in mechanics of dis-crete systems can be associated with the devel-opment of mechatronics as a multidisciplinaryscientific area by combining current research inthe fields of mechanics, electronics, and infor-matics.The scientific research undertaken by theDepartment is along the following two majorlines:Project 1. Modeling and analyzing the interac-tion between multibody systems, coordinatedby Assoc. Prof. DSc. E. Zakhariev.The following main tasks are currently beingsolved: an essentially new approach to the clas-sical design of a crane viewed as a robocrane(Assoc. Prof. A. Kazakov); the influence ofpulsed impact on rail vehicles and a certainclass of woodworking machines (Assoc. Prof.B. Marinov); the adaptive position control ofmulti-mechatronic systems based on sensoryinformation (Assoc. Prof. G. Tzvetkova); thedynamics and control of mechanical and bio-mechanical systems (Assoc. Prof. K.Mladenova); the dynamics of rigid and flexiblemulti-link systems analysis and simulation ofmotion and deformations (Assoc. Prof. DSc. E.Zakhariev). It has been developed and appliedto scientific research a general methodology formodeling the dynamics of multi-link systemsof rigid and elastic bodies, such as large elastic


вълнови процеси, като земетре сения идруги. Разработени са алгоритми и програм -ни системи за активно и пасивно подтисканена деформации и демпфиране на вибрациипри големи еластични конструкции снелинейни деформации. Тема 2. Синтез и анализ на мехатроннисистеми и устройства (ръководител доц.Димитър Чакъров). Работи се върху: анализ, синтез и виртуалнопрототипиране на мехатронни системи стех нологична адаптация (проф. Кр. Геор -гиев); специализирани мехатронни системиза микро- и нанотехнологии (доц. Д.Чакъров); моделиране, идентификация иуправление на роботизирани системи заприложение в ортопедичната хирургия(доц. Г. Бояджиев); математично моделира -не на процесите на регулярна трансфор -мации на движения на механични системи,ориентирано към техния синтез (доц. Е.Абаджиева); развитие, моде лиране и екс -пери ментиране на мехатронни системи заизследване на локомоцията и приложение влокомоторната терапия (доц. Л. Митуцова);мехатронна система за изследва не налитиево-йонни акумулатори и електро -двигатели за хибридни и електрическиавтомобили (доц. Г. Велев); лазерна ивизуално-оптична микроинспекция наобекти и свързани с тях процеси итехнологии (гл. ас. А. Шулев). Научните изследвания ще продължат вобласт та на приложната механика имехатро никата и са свързани със следнитепроблеми:l моделиране и изследване на механиката

на дискретни системиl синтез, моделиране и управление на

движенията на мехатронни и робототех -ни чески системи в макро-, микро- инанодиапазона на преместване

l синтез и изследване на мехатронни систе -ми за автоматизиране на технологичниоперации, включително микро- и

systems subjected to external pressures andwave processes, such as earthquakes and oth-ers. Algorithms and software systems for activeand passive distortion and suppression ofdamping vibrations in large flexible structureswith nonlinear distortions.Project 2. Synthesis and analysis of mecha-tronic systems and devices, coordinated byAssoc. Prof. Dimitar Tchakarov. It covers the following topics: analysis, synthe-sis, and virtual prototyping of mechatronic sys-tems with technological adaptation - by Prof.DSc. Krassimir Georgiev; specialized mecha-tronic systems for micro- and nano-technology- by Assoc. Prof. D. Chakarov; modeling, iden-tification and control of robotized systems forapplication in orthopedic surgery - by Assoc.Prof. G. Boyadjiev; mathematical modeling ofthe processes of regular transformation of themotion of mechanical systems in view of theirsynthesis - by Assoc. Prof. E. Abadjieva; devel-oping, modeling, and experimenting withmechatronic systems for research in locomo-tion to be applied in locomotor therapy - byAssoc. Prof. L. Mitutsova; employing a mecha-tronic system for investigation of lithium-ionbatteries and engines for hybrid and electricautomobiles - by Assoc. Prof. G. Velev; laserand optical visual inspection of micro-objectsand the related processes and technologies - byAssistant Prof. A. Shulev. Future research at the MDS Department willfocus on the areas of applied mechanics andmechatronics and will relate to the followingissues: l modeling and analyzing discrete mechanical

systems; l synthesis, modeling and control of robotic

and mechatronic systems in the macro-,micro-, and nano- range of motion;

l synthesis and investigation of mechatronicsystems for the automation of technologicaloperations, including micro- and nano-tech-nology operations;

l gripping and adaptive equipment for instal-


нанотех нологични операцииl захващащи и адаптивни устройства за

монтаж и прецизни манипулации катоелементи от технологични системи,вклю чи телно и подавателни устройства

l синтез и изследване на биомехатроннисистеми за подобряване на качеството наживота

l разработване и изследване на интели -гентни задвижвания и сензори

l разработване на методи, системи иустройства за измервания и контрол

Основните приоритети на направлението сасвързани с предизвикателства за информа -ционни и комуникационни технологии на 7-а рамкова програма на ЕК. Част от усилиятаще бъдат насочени към създаване наиновации в съответните области, под по -магане на индустрията, образователнатадейност и пови шаването на квалификациятана специалистите. Особено внимание ще сеотделя на модернизирането и развитието наизследователската структура с оглед насъвременните европейски тенденции. Ще серазработват опознавателни (когнитивни)системи и машини за подобряване управле -нието и повишане на функционалнитевъзможности на машини и системи, с целоптимизиране продукцията и контролиранена качеството й, подобряване на човеко-машинния интерфейс в различни отрасли наиндустрията и обществения живот катоздравеопазване, спорт и развлечения, услугии др.

ÍÀãðÀäÈ

Проф. Кр. Георгиев и проф. К. Костадиновса отличени със Златен медал на Между -народ ния есенен панаир-Пловдив през 1988г. като част от екип, разработил "Роботизи -ран комплекс за монтаж на хидравличнипомпи".Доц. А. Ананиев, доц. Д. Игнатова и доц.Ал. Вацкичев са отличени с бронзови

lation and precise manipulation as elementsof technological systems, including feedingdevices;

l synthesis and investigation of bio-mechatronic systems for improving thequality of life;

l research and development of intelligent sen-sors and actuators;

l developing methods, systems, and devicesfor measurement, inspection and control.

The main priorities of the Department are relat-ed to the challenges associated with ICT of theSeventh Framework Program of the EuropeanCommission. Part of the efforts will be focusedon the creation of innovations in the respectiveareas - support for the industry, education, andtraining. Particular attention will be paid to themodernization and development of researchinfrastructures in view of the latest Europeantrends. Cognitive systems and machines will bedeveloped to improve the control and increasethe functionality of machines and systems inorder to optimize production and control quali-ty, improve the man-machine interface in vari-ous branches of industry and social life such ashealth, sports, entertainment, services, etc.

AwARDS

Prof. K. Georgiev and Prof. K. Kostadinovhave been awarded with a Gold Medal from theInternational Autumn Fair in Plovdiv 1988 as apart of the team developed a "Robotic complexfor assembly of hydraulic pumps";

Assoc. Prof. A. Ananiev, Assoc. Prof. D.Ignatova and Assoc. Prof. A. Vatzkitchev wereawarded bronze medals for their creation of"robotic technology development center fortape grinding" and "modular training robots atthe World's Fair of Patents and NewTechnologies - INPEX IX, held in the city ofPittsburgh, USA, 1993;Prof. V. Abadzhiev was awarded the Honourand entering into the Golden Book of inventorsand discoverers in Bulgaria, Patent Office of


медали за разработките "Роботизиран техно -логичен център за лентово шлифоване" и"Модулни роботи за обучение" на Световноизложение на патенти и нови технологии-INPEX ІХ, Питсбърг, САЩ, 1993 г.Проф. В. Абаджиев е награден с Почетензнак и вписване в Златната книга наизобретателите и откривателите в България,Патентно ведомство на РБ, 2005 г.; Почетнаграмота на Научно-техническия съюз поМашиностроене при ФНТС за удостояванесъс званието "Машинен инженер на 2006година", Първа награда на Съюза на ученитев България за високи научни постижения вобластта на техническите науки за 2004 г.Проф. К. Костадинов е удостоен с наградата"Питагор" за изключителни заслуги винженерните науки на Министерството наобразованието, младежта и науката, 2010 г. иПърва награда на Съюза на учените вБългария за високи научни постижения вобластта на техническите науки за 2012 г.

the Republic of Bulgaria, 2005; Citation ofScientific-Technical Union of MechanicalEngineering at FNTS for awarding the title"Engineer of 2006" , Diploma of the Union ofScientists in Bulgaria for high achievements intechnical sciences for 2004.Prof. K. Kostadinov won the "Pythagorus" -award of the Ministry of Education, Youth andScience for outstanding achievements in engi-neering sciences in 2010 and the Diploma ofthe Union of Scientists in Bulgaria for highachievements in technical sciences for 2012.

Механика на флуидите Fluid Mechanics23

ÌåÕÀÍÈÊÀ ÍÀ ÔëÓÈäÈÒå

Направлението "Механика на флуидите" еобоcобено през 2011 г. при структурнитепромени в Института по Механика. Науч -ните изследвания в тази област в БАНзапочват през 1971 г. със създаването насектор "Механика на флуидите" в Единнияцентър по математика и механика. Първиятръко во дител е чл.-кор. проф. БлаговестДолапчиев, а през 1972 г. e проф. дмнЗапрян Запрянов. През 1979 г. от сектора сеотделя Лабора то рия по промишлен тръбо -про воден транспорт и автоматизация нахидротранспортните процеси с ръководителдоц. д-р Владимир Медникаров, а през1983 г. се създават Лаборатория по физико-

DepARtMent of fLuIDMeChAnICS

The research in the field of Fluid Mechanics atthe Bulgarian Academy of Sciences started in1971 when the Department of Fluid Mechanicswas founded at the Centre of Mathematics andMechanics. The Department was initially head-ed by Prof. B. Dolaptchiev, Corr. Member ofthe BAS, and from 1972 up to 1990 by Prof.DSc Z. Zapryanov. In 1979 from theDepartment was separated Laboratory ofIndustrial Pipeline Transport and Automationof Fluid-Transport Processes headed by Assoc.Prof. Dr. V. Mednikarov. In 1983 two othersstructural units were established - Laboratoryof Physico-Chemical Hydrodynamics headedby Prof. DSc S. Radev, Corr. Member of the

Staff photo (from left to right): (first raw) - Polya Dobreva, Stefan Radev, Elena Nikolova, (second raw) - GeorgiSimeonov, Sonya Tabakova, Monio Kartalev, Krassimir Radev, Nikolay Vitanov.

http://www.imbm.bas.bg/index.php/en_US/fluid-mechanics

http://www.imbm.bas.bg/index.php/bg_BG/fluid-mechanics


химична механика с ръководител чл.-кор.проф. дмн Стефан Радев и Лаборатория постатистическа механика и термодинамика сръководител проф. дфн Йордан Бранков.След закриване на Единния център поматематика и механика през 1990 г. направ -лението се представлява от секция "Механи -ка на флуидите" с ръководител доц. д-рСлавчо Славчев, Лаборатория по физико-химична механика с ръководители чл.-кор.Ст. Радев (до 1994 и от 2000 до 2010) ипроф. дн Стефан Стефанов (1994-2000),Лабора то рия по геокосмическа хидродина -мика с ръководител доц. д-р МоньоКарталев, Лаборатория по статистическамеханика и термо динамика с ръководителипроф. Й. Бранков (до 2008 г.) и проф. дмнДаниел Данчев (от 2008 г.), Лаборатория поавтоматичен хидротранспорт с ръководителдоц. Вл. Медникаров. През 2000 г. в напра -вле нието се образува нова секция "Сложнии многофазни течения" с ръководител проф.Ст. Стефанов. През 2011 г. първите тризвена се обединяват в научно направление"Механика на флуидите" с ръководител чл.-кор. Ст. Радев, a Лабораторията по стати сти -ческа механика и термодинамика и секция"Сложни и многофазни течения" съставятново научно направление "Математическомоделиране и числени симулации вмеханиката" с ръково дител проф. Д. Данчев.

äåéÍîÑÒÈ

Механиката на флуидите е научна област,изуча ваща механичните и статистико-меха -ничните аспекти на три от четирите основнисъстояния на материята - течност, газ и плаз -ма. В първите години са проведени редицафундаментални изследвания по динамика навискозни течения, граничен слой, турбу -лент ни течения, газова динамика, динамикана разредените газове, физико-химичнахидромеханика, магнитна хидроди намика,електрохидродинамика, статисти ческа ме -

BAS and Laboratory of Statistical Mechanicsand Thermodynamics headed by Prof. DSc J.Brankov. In 1990 after closing the Centre ofMathematics and Mechanics the research inFluid Mechanics has been carried out in theDepartment of Fluid Mechanics headed byAssoc. Prof. Dr S. Slavtchev, the Laboratory ofPhysico-Chemical Hydrodynamics headed byCorr. Member S. Radev, the Laboratory ofGeocosmic Hydrodynamics headed by Assoc.Prof. Dr M. Kartalev, the Laboratory ofStatistical Mechanics and Thermodynamicsheaded by Prof. J. Brankov until 2008 and laterby Prof. DSc D. Danchev, and the Laboratoryof Automated Hydrotransport headed by Assoc.Prof. V. Mednikarov. In 2000 new Departmentof Complex and Multiphase Flows was found-ed and headed by Prof. DSc S. Stefanov. In2011 after the structural changes at the Instituteof Mechanics, the Department of FluidMechanics was established on the basis of thefirst three units and was headed by Corr.Member S. Radev. The Laboratory ofStatistical Mechanics and Thermodynamicsand the Department of Complex andMultiphase Flows formed a new Department ofMathematical Modelling and NumericalSimulations in Mechanics headed by Prof. D.Danchev.

ACtIVItIeS

Fluid Mechanics is a scientific domain, focusedon describing the mechanical and statistico-mechanical aspects of three of the four states ofthe matter - liquid, gas and plasma. During thefirst years of development of Fluid Mechanicsat the Institute of Mechanics and Bio -mechanics, fundamental research was carriedout on the dynamics of viscous flows, boundarylayers, turbulent flows, gas dynamics, rarefiedgas dynamics, physico-chemical fluid mechan-ics, magneto-hydrodynamics, electro-hydrody-namics, statistical mechanics and thermody-namics. Modern analytical and numerical


ха ни ка и термодинамика. Разработе ни сааналитични и числени методи на хидро -динамиката и газовата динамика, като методна срастване на асимптотичните редо ве,метод на характеристиките, метод на край -ни те разлики, метод на крайните елементи,методи Монте Карло и др. Изследвани са актуални проблеми от тео -рия та на ламинарни и турбулентни вискозните че ния с междуфазови повърхности - кап -ки, меху ри, течни слоеве и филми, с различ -ни рео ло гични свойства (проф. З. Запрянов,проф. Хр. Христов, д-р Н. Ковачева, д-р И.Же ле ва, д-р И. Николова,). Проведено емате ма тично моделиране и числено изслед -ване на: - хидродинамични и топломасопреносни

процеси в течни филми, стичащи се фил -ми, магнитни и диелектрични течности итечения в порести среди, използвани вхимически реактори, изпарители, апаратиза израстване на кристали и космическиоранжерии (доц. С. Славчев, доц. Ж.Кожух арова, д-р С. Миладинова-Мари -нова, гл. ас. Г. Симеонов)

- термокапилярната и концентрационно-ка пилярната (Марангониева) неустойчи -вост на вискозни течности, бинарнитечни системи (с нелинеен ефект наСоре) и магнитни течности (доц. С.Славчев, доц. П. Калицова-Куртева)

- електрохидродинамичната неустойчи -вост и конвекция на диелектричнитечности (доц. С. Славчев, доц. Д.Кулова-Ненова)

- неустойчивостта, динамиката и турбу -лент ността на флуидни капилярни систе -ми (струи, нишки, филми, капки, емулсиии суспензии) при физикохимични ихидро динамични взаимодействия с по -върх ности и с околната среда и при нали -чие на преносни процеси в тях (чл.-кор.Ст. Радев, доц. дмн С. Илиев, доц. Кр.Радев)

Системата "магнитосфера-магнитослой" е

methods for solving different hydrodynamicproblems were developed and applied like themethod of matched asymptotic expansions,methods of finite differences, the method offinite elements, Monte Carlo methods, etc. Important problems of the theory of laminarand turbulent viscous flows with interfacialsurfaces - droplets, bubbles, films and liquidlayers, with different rheological propertieshave been investigated (Prof. Z. Zapryanov,Prof. Ch. Christov, Dr. N. Kovacheva, Dr. I.Zheleva, Dr. I. Nikolova). Research was con-ducted in the following main areas: - hydrodynamics and heat and mass transfer

in liquid layers, falling films, magnetic anddielectric liquids and flows in porous mediaused in chemical apparatus, vaporizers,crystal growth apparatus and Space green-houses (Assoc. Prof. S. Slavtchev, Assoc.Prof. J. Kozhoukharova, Dr. S. Miladonova-Marinova, G. Simeonov);

- thermocapillary and concentration-capillary(Marangoni) instability of viscous flows,binary liquid systems (with non-linear Soreteffect) and magnetic liquids (ferrofluids)(Assoc. Prof. S. Slavtchev, Assoc. Prof. P.Kalitzova-Kurteva);

- electrohydrodynamic instability and convec-tion of dielectric liquids (Assoc. Prof. S.Slavtchev, Assoc. Prof. D. Kulova-Nenova);

- dynamics and stability of capillary fluid sys-tems (jets, fibers, films, droplets, emulsionsand suspensions) taking into account physi-co-chemical interactions with the rigid sur-faces and the environment (Corr. MemberSt. Radev, Assoc. Prof. DSc S. Iliev, Assoc.Prof. K. Radev).

A hydrodynamic approach in modelingprocesses in the near-Earth cosmic space(atmosphere, ionosphere and magnetosphere)has been developed. A monitoring system forindentifying the interaction between the solarwind and the near-Earth cosmic space has beencreated on the base of Internet to analyze theworld cosmic data in real time. The interaction


изследвана числено на базата на хидроди -намичен подход; създадена е, базирана наИнтернет, система за мониторинг и иденти -фикация на взаимодействието на слънчевиявятър с околоземното космическо простран -ст во (атмосфера, йоносфера и магнито -сфера), работеща в режими на реално времеи на анализ на данни от световни архиви(доц. М. Карталев, доц. П. Добрева). На основата на оригинални патенти иизобретения са проектирани автоматизира -ни хидротранспортни системи за напояване(с многоточково отдаване на вода, потъващихидранти и др.) и компютърно управляемифонтанни системи (доц. В. Медникаров, д-рН. Филипова). Изградени са художественифонтани в София, Ботевград, Разград идруги градове на страната.Изследвани са флуктуационни взаимодейст -вия (включително, ефект и сили на Кази мир)и термодинамичното поведение на ниско-размерни (1D и 2D) флуидни систе ми. Прове -дени са математично моделиране и численисимулации на явления и процеси в нехомо -ген ни многочастичкови системи (проф. Й.Бранков, проф. Д. Данчев, доц. Н. Пешева).Разработени са микроскопични модели напренос на вещество, мокрене и разтичане натечности (доц. Н. Пешева, доц. С. Илиев).Разработени са числени алгоритми и специ -фични реализации на Монте Карло методи заизследване на течения на разредени газове,многофазни течения и газови микротечения,възникващи в микроелектро меха ничнисистеми (МЕМС) и имащи разнообразниприложения: флуидни микро ак туатори заактивен контрол на аеродина мични течения;микросензори за дебит, налягане итемпература; микротоплооб менници заохлаждане на електронни компоненти и др.(проф. Ст. Стефанов, доц. П. Господинов, гл.ас. д-р Д. Данков, гл. ас. В. Русинов).Понастоящем изследванията в направление"Механика на флуидите" са в следните 2теми:

between the solar wind and comets or nonmag-netic planets was modeled numerically (Assoc.Prof. M. Kartalev, Assoc. Prof. P. Dobreva). Based on more than 120 original certificates forBulgarian inventions, many automatedhydraulic systems for overhead irrigation (withmulti-position water delivery, sinking hydrants,etc.) were created and implemented in the agri-culture (Assoc. Prof. V. Mednikarov, Dr. N.Philipova). Computer-added, water art foun-tains were designed and build in Sofia,Botevgrad, Razgrad and other towns in thecountry. Fluctuation interactions, including Casimireffect and Casimir forces, and thermodynamicbehavior of low-dimensional (1D and 2D) fluidsystems were studied. Mathematical modelingand numerical simulations of phenomena andprocesses occurring in non-homogeneousmany-particle systems were performed (Prof. J.Brankov, Prof. D. Danchev, Assoc. Prof. N.Pesheva). Microscopic models of mass transfer,wetting and liquid spreading were developed(Assoc. Prof. N. Pesheva, Assoc. Prof. S. Iliev). Numerical algorithms and specific realizationsfor application of Monte Carlo methods aredeveloped for studying rarefied gas flows, mul-tiphase flows and gas flows in micro-channelsof micro-electro-mechanical systems (MEMS)which are implemented in fluid micro-actuatorfor control of aerodynamic flows, micro-sen-sors for flow, pressure and temperature, micro-heat exchangers for cooling electronic ele-ments, etc. (Prof. S. Stefanov, Assoc. Prof. P.Gospodinov, Dr. D. Dankov, V. Rusinov). Currently the research in the Department ofFluid Mechanics is concentrated in two scien-tific projects:Project 1. Mathematical and numerical model-ing of liquid and gaseous flows with applica-tion to the industrial technologies, ecology andenvironment (Project leader - Corr. Member S.Radev) The research is focused on the following top-ics:


Тема 1. Математическо и числено модели -ране на течения на течности и газове, сприложение в индустриалните технологии,екологията и околната среда (ръководителчл.-кор. Ст. Радев).Извършват се изследвания в следнитеобласти:l изучаване на динамиката, устойчивостта

и топлопреноса в капилярни струи, течнифилми и капки, на термо- и концентра -ционно- капилярната неустойчивост наеднослойни и двуслойни системи отвискозни течности и бинарни смеси (чл.-кор. Ст. Радев, проф. С. Табакова, доц. Кр.Радев, гл. ас. д-р Н. Ковачева);

l изследване на магнитохидродинамичнатаи електро-хидродинамичната неустой чи -вост на магнити и диелектрични течности(доц. Д. Кулова-Ненова);

l прилагане на хидродинамичен подход замоделирането на процеси в околоземнотокосмическо пространство (атмосфера,йоносфера и магнитосфера) и на взаимо -действието между слънчевия вятър икомети или немагнитни планети (доц. П.Добрева, доц. М. Карталев);

l изследване и математическо моде ли ра нена динамиката и ефективността на фло -тация и сепарация за системи и апарати вминната и хранително-вкусовата индуст -рия, както и в системите за очист ване наводи за нуждите на екологията и опазва -нето на околната среда (проф. Н.Витанов, ас. В. Френкев);

l разработване на вграден капкообразу -вател на капкова напоителна система набазата на числено симулиране, математи -ческо моделиране и оптимизация (гл. ас.д-р Н. Филиппова).

Тема 2. Теория на турбулентността, био -флуиди, анализ на времеви редове и при ло -жения към сложни системи (ръководителпроф. дмн Николай Витанов) Извършват се изследвания в следнитеобласти:

l dynamics, stability and heat transport in cap-illary jets, liquid films and droplets; thermaland concentration instability of monolayerand bi-layer systems of viscous single-phaseand two-phase fluids (Corr. Member St.Radev, Prof. S. Tabakova; Assoc. Prof. K.Radev);

l investigation of the magetohydrodynamicand electrohydrodynamic instabilities ofmagnetic and dielectric fluids (Assoc. Prof.D. Kulova-Nenova);

l application of hydrodynamic approach formodeling of processes in the near- Earthspace and for modeling of interactionbetween solar wind and comets and non-magnetic planets (Assoc. Prof. P. Dobreva,Assoc. Prof. M. Kartalev);

l mathematical modeling of the dynamics ofthe flotation and separation of fluids andparticles with industrial and environmentalapplications (Prof. N. Vitanov, V. Frenkev);

l development of a droplet-making device fordroplet-based irrigation systems by mathe-matical modeling and computer simulations(Dr. N. Philipova).

Project 2. Theory of turbulence, bio-fluids,time series analysis with application to com-plex systems (Project leader - Prof. DScNikolay Vitanov) The research is concentrated in the followingscientific areas:l development and application of methods for

analytical and numerical solution of nonlin-ear partial differential equations connectedto models of fluids and other complex sys-tems;

l investigations of the upper bounds of thetransport in of energy, mass and other quan-tities by fluids;

l flow of bio-fluids and dynamics of microbi-ological systems (Dr. E. Nikolova);

l multi-scale modeling of fluid bio-fluid andbiological systems;

l adaptation of mathematical methods of thefluid mechanics and nonlinear dynamics for


l разработка и приложение на методи заана литично и числено решаване на нели -нейни диференциални и други уравне -ния, свър зани с описание на флуидни идруги системи;

l изследване на горните граници на вели -чини, свързани с турбулентни течениявъв флуидите;

l изследване на течения на биофлуиди исвързаната с тях динамика на микробио -ло гични системи, включително и на мо -ле кулярно ниво (гл.ас. д-р Е. Николова);

l приложение на мултимащабното модели -ране към флуидни, биофлуидни и биоло -гични системи;

l адаптиране и приложение на математи -ческия апарат, разработен във връзка смеханиката и статистическата механикана флуидите, към изучаване на кинемати -ката, динамиката и еволюцията насложни меха нични, химични, биологич -ни, икономи чески и социални системи

l линеен и нелинеен анализ на времевиредове за еволюцията и характеристикитена флуидни и други системи.

Учените от направлението са издали в нашии авторитетни международни издания общонад 300 научни труда, между които 5 моно -графии и учебници. Направлението под -държа международни контакти и извърш васъвместни разработки с научни звена отГермания, Франция, САЩ, Япония, Белгия,Италия и др. Много фирми, в това число ичуждестренни, проявяват интерес къмнаучните разработки в направлението.

ÍÀãðÀäÈ È îÒëÈ×Èß

Проф. Н. Витанов - Хумболдтова стипендия2003-2004 г., стипендия на Японскотообщество за развитие на науката, 2006 г.,Първа награда на СУБ за високи научнипостижения, 2008 г., Първа награда на Фонд"Научни изследвания" за най-добър наученпроект за 2005 г.

implementation in modeling of other com-plex mechanical, physical, chemical, biolog-ical and social systems;

l linear and nonlinear time series analysis ofthe evolution of fluids and other complexsystems.

The scientists of the Department have pub-lished more than 300 publications in presti-gious Bulgarian and foreign journals and pub-lishing houses, including 5 monographs andmanuals. They have intensive internationalcontacts and perform joint research withresearchers from Germany, France, USA,Japan, Belgium, Italy, etc. A number of compa-

nies (among them alsoforeign) have expressedinterest to the results ofthe Department. Scientists from theDepartment have taughtlecture courses to stu-dents and PhD studentsin Sofia University "Kl.Ohrdiski" and otherBulgarian universities.

AwARDS

Prof. N. Vitanov was a Humboldt Fellow dur-ing 2003 - 2004. He awarded: - Fellowship of the Japan Society for

Promoting Science in 2006; - First Prize of the Union of Scientists in

Bulgaria for high scientific achievements in2008;

- First Prize of the Bulgarian Science Fund forthe best scientific project in 2005.

Механика на деформируемото твърдо тяло Solid Mechanics29

ÌåÕÀÍÈÊÀ ÍÀäåÔîðÌÈðÓåÌîÒî Òâúðäî Òßëî

Направлението Механика на деформируе -мото твърдо тяло е създадено през 2011 г. сръководител доц. д-р Петър Джонджоров.То обединява секциите "Механика на не пре -къснатите среди" и "Механика на дефор -мируемото твърдо тяло" и лабораторията"Механика, диагностика и безразрушителенконтрол". Секция "Механика на непрекъс на -тите среди" е създадена при основаването наИнститута и нейни ръководители са билиакад. Георги Бранков (до 1988 г.), проф. дтнВенцеслав Джупанов (1988-1998) и доц. д-рЕмил Маноах (1998-2010). Секция "Механи -

DepARtMent of SoLID MeChAnICS

The Department of Solid Mechanics" wasestablished in 2011 with Head Assoc. Prof. Dr.P. Djondjorov. It succeeded the former depart-ments of "Mechanics of Continua", "SolidMechanics" and the "Laboratory of Mechanics,Diagnostics and Non-Destructive Testing". TheDepartment of Mechanics of Continua was cre-ated at the establishment of the Institute ofMechanics and was headed by AcademicianGeorge Brankov (until 1988), Prof. DSc.Ventseslav Dzhupanov (1988-1998), andAssoc. Prof. Dr. Emil Manoach (1998-2010).The Department of Solid Mechanics was also

Left-to-right: (first row) Emil Manoach, Sabina Cherneva, Yordan Mirchev, Yonka Ivanova, Emilian Atanassov; (sec-ond row) Jordanka Ivanova, Peter Djondjorov, Ana Yanakieva, Georgi Stoilov; (third row) Varbinka Valeva, Vassil

Vassilev, Dessislava Pashkouleva, Katia Simeonova; (fourth row) Philip Philipoff, Robert Kazandjiev, RumianaBlagoeva, Assen Nedev, Vasil Kavardjikov, Nikola Nikolov.

http://www.imbm.bas.bg/index.php/en_US/solid-mechanics

http://www.imbm.bas.bg/index.php/bg_BG/solid-mechanics


ка на деформируемото твърдо тяло" е същоедно от основните звена на Института инейни ръководители са били проф. д-рДобромир Коларов (1977-1987), чл.-кор.Ангел Балтов (1987-2004) и проф. дмнЙорданка Иванова (2004-2010). Лаборато -рия "Механика, диагностика и безразруши -те лен контрол"е създадена през 1989 г. сръководител проф. дтн Митко Миховски.Научната и приложната дейност на на прав -лението е насочена към следните области отмеханиката на деформируемото твърдотяло:l Механика на материалитеl Механика на конструкциитеl Механика на технологичните процеси.В първата област се изследват процесите надеформиране и разрушение на твърди тела сотчитане на сложни вътрешни взаимодей ст -вия, както и нано-, микро- и макро-струк -турата на телата:l разработват се модели на нови и некон -

венционални материали - интерметалици,клетъчни, биоматериали и материали снаноструктура (проф. Н. Бончева, проф.Д. Карагьозова, доц. Н. Николов, доц. Св.С. Николов, доц. Л. Парашке во ва, доц. К.Симеонова, доц. A. Янакиева);

l изучават се различни аспекти на редицаконтактни и спрегнати задачи в термо -елас тичността и пластичността (чл.-кор.А. Балтов, проф. Н. Бончева, доц. Т.Ангелов, доц. В. Василев, доц. М. Дачева,доц. Р. Казанджиев, доц. Е. Маноах, доц.М. Микренска, доц. А. Недев, доц. Н.Николов, доц. Л. Парашкевова, доц. Н.Петров, доц. Р. Янков);

l разработват се теории за хомогенизацияна хетерогенни среди, включителнокомпозити (чл.-кор. А. Балтов, проф. Н.Бончева, проф. Й. А. Иванова, проф. К.Марков, доц. В. Вълева, доц. М. Дачева,доц. П. Джонджоров, доц. Л. Парашкево -ва, доц. Н. Петров, доц. Р. Янков);

l разработват се статични и динамични мо -

one of the basic units of the Institute ofMechanics since its inception and was headedby Prof. Dr. Dobromir Kolarov (until 1987),Corresponding Member of BAS Angel Baltov(1987-2004) and Prof. DSc. Jordanka Ivanova(2004-2010). The Laboratory of Mechanics,Diagnostics and Non-Destructive Testing wasfounded in 1989 by Prof. DSc. MitkoMihovski.The research and development activities of theformer three departments range over the fol-lowing fields of Solid Mechanics:l Mechanics of solidsl Mechanics of structuresl Mechanics of technological processes.The research in the first area, being focused ondeformation and fracture of solids taking intoaccount the complex internal interactions andthe material nano-, micro- and macro-structure,involves:l Models of new and non-conventional mate-

rials - intermetallics, cell materials, biomate-rials and nanostructured materials (Prof. N.Bontcheva, Prof. D. Karagiozova, Assoc.Prof. N. Nikolov, Assoc. Prof. Sv. S.Nikolov, Assoc. Prof. L. Parashkevova,Assoc. Prof. K. Simeonova, Assoc. Prof. A.Yanakieva);

l Analysis of contact and coupled problems inthermoelasticity and plasticity (Corr.Member A. Baltov, Prof. N. Bontcheva,Assoc. Prof. T. Angelov, Assoc. Prof. V.Vassilev, Assoc. Prof. M. Datcheva, Assoc.Prof. R. Kazandjiev, Assoc. Prof. E.Manoach, Assoc. Prof. M. Mikrenska,Assoc. Prof. A. Nedev, Assoc. Prof. N.Nikolov, Assoc. Prof. L. Parashkevova,Assoc. Prof. N. Petrov, Assoc. Prof. R.Iankov);

l Theories of homogenization of heteroge-neous solids, including composites (Corr.Member A. Baltov, Prof. N. Bontcheva,Prof. J. Ivanova, Prof. K. Markov, Assoc.Prof. V. Valeva, Assoc. Prof. M. Datcheva,Assoc. Prof. P. Djondjorov, Assoc. Prof. L.


дели за натрупване на повреди, развитиена пукнатини и разрушение на класи -чески, функционално подредени анизо -троп ни и пиезоелектрични среди (чл.-кор. А. Балтов, проф. П. Динева, проф. Й.А. Иванова, доц. В. Вълева, доц. Р. Казан -джиев, доц. М. Дачева, доц. И. Михов ски,доц. А. Янакиева, д-р Г. Николова);

l изследват се микроструктурните променипри еластично и нееластично деформира -не на различни материали - метали, бето -ни, почви, скални материали, компо зи ти,пра хово-металургични материали и др.(чл.-кор. А. Балтов, проф. Н. Бончева,доц. Й. П. Иванова, доц. М. Дачева, доц.Р. Казанджиев, доц. Л. Парашкевова, доц.Л. Хаджиков, доц. A. Янакиева, доц. Р.Янков);

l изучава се чувствителността на материа -ли те към типа на напрегнатото и дефор -ми рано състояние; моделира се индуци -ра на анизотропия на механичните свой -ст ва на материалите, свързана с процеси -те на деформиране и микродефектиране(чл.-кор. А. Балтов, проф. Н. Бончева,проф. Й. А. Иванова, доц. В. Вълева, доц.М. Дачева, доц. Л. Парашкевова, доц. Ст.Тодоров, доц. Р. Янков);

l изучават се промените на деформиранотосъстояние и механичните свойства наконвенционални и нови материали (мета -ли, сплави, композити на циментова,поли мер на, метална и др. основа) при аг -ре сивни въздействия в процеса наексплоа тация - износване, химическиактив ни вещества и др. (проф. Й. А.Иванова, доц. Й. П. Иванова, доц. В.Вълева, доц. Р. Казанджиев, д-р Г.Николова);

l моделират се спрегнати термо-химико-хидро-механични процеси и е прогнози -ра но поведението на геоложки и инже -нер ни прегради (А. Балтов, доц. М.Дачева, доц. А. Янакиева, доц. Р. Янков);

l разработва се подход за числено-експери -

Parashkevova, Assoc. Prof. N. Petrov,Assoc. Prof. R. Iankov);

l Static and dynamic models of micro-damagebehavior, crack expansion and fracture ofclassical and non-classical anisotropic andpiezoelectric solids (Corr. Member A. Baltov,Prof. P. Dineva, Prof. J. Ivanova, Assoc. Prof.V. Valeva, Assoc. Prof. R. Kazandjiev, Assoc.Prof. M. Datcheva, Assoc. Prof. A.Yanakieva, Dr. G. Nikolova);

l Analysis of microstructure changes due toelastic or non-elastic deformation of a vari-ety of materials - metals, concrete, soils,rocks, composites, powder metallurgicalmaterials, etc. (Corr. Memmber A. Baltov,Prof. N. Bontcheva, Prof. J. Ivanova, Assoc.Prof. M. Datcheva, Assoc. Prof. R.Kazandjiev, Assoc. Prof. L. Parashkevova,Assoc. Prof. L. Hadjikov, Assoc. Prof. A.Yanakieva, Assoc. Prof. R. Iankov);

l Analysis of the material sensitivity to thetype of the stress and strain state; modelingof the induced material anisotropy due to thedeformation and micro-damages (Corr.Member A. Baltov, Prof. N. Bontcheva,Prof. J. Ivanova, Assoc. Prof. V. Valeva,Assoc. Prof. M. Datcheva, Assoc. Prof. L.Parashkevova, Assoc. Prof. St. Todorov,Assoc. Prof. R. Iankov);

l Analysis of the changes in the strain andmaterial properties of conventional and newmaterials (metals; alloys; cement-, plastic-or metal-based composites) due to aggres-sive impacts acting during operation - wear,chemical substances, etc. (Prof. J. Ivanova,Assoc. Prof. Y. Ivanova, Assoc. Prof. V.Valeva, Assoc. Prof. R. Kazandjiev, Dr. G.Nikolova);

l Models of coupled thermo-chemical-hydro-mechanical phenomena and prediction ofthe behavior of geotechnical constructions,geology and engineered barrier systems(Corr. Member A. Baltov, Assoc. Prof. M.Datcheva, Assoc. Prof. A. Yanakieva, Assoc.Prof. R. Iankov);

мен тално определяне на механичнитесвойства на тънки покрития, нови мате -риа ли и биоматериали с помощта нананоин дентация (доц. М. Дачева, доц. Р.Янков, д-р С. Чернева);

l изследва се разпространението на вълнив изотропни, анизотропни и пиезоелек -трич ни среди с пукнатини, включения и впорьозни водонаситени среди (проф. П.Динева, проф. Ц. Иванов, проф. Й. А.Иванова, проф. Д. Карагьозова, доц. Т.Ангелов, доц. В. Вълева, доц. М. Дачева,доц. Ал. Попов, доц. Р. Савова, доц. А.Янакиева, д-р Г. Николова, д-р Ф.Филипов);

l създават се модели за контролирано осво -бож даване на биологично активни веще -ства (доц. Р. Благоева, доц. А. Недев).

Изследванията в областта Механика наконструкциите включват:l създаване на модели за динамика, устой -

чивост и равновесие на конструк ции вусловията на големи деформации приеластични и нееластични свойства наматериала (проф. Й. А. Иванова, проф. Д.Карагьозова, доц. В. Василев, доц. П.Джонджоров, д-р Ф. Филипов);

l разработване на методи за локализиранена дефекти в конструкции, основани нанелинейни динамични модели (доц. Е.Маноах, доц. И. Трендафилова);

l изследване на динамичното взаимодей ст -вие между конструкция, основа и флуи -ден поток (проф. В. Джупанов, доц. В.Василев, доц. П. Джонджоров);

l разработване на методи и софтуер заидентификация на частици по данни засветлинното разсейване и поляризацията(доц. М. Микренска);

l разработване на експериментални методии уреди за безразрушителна диагностикана материали и конструкции и безразру -ши телно изследване на параметрите наматериала, основани на лазерно-оптични,акустични (нискочестотни или ултра -


l An experimental and numerical approach tothe determination of material properties ofthin films, new materials and biomaterialsusing micro and nanoindentation tests(Assoc. Prof. M. Datcheva, Assoc. Prof. R.Iankov, Dr. S. Cherneva);

l Analysis of wave propagation in isotropic,anisotropic and piezoelectric solids withcracks and inclusions and in saturatedporous media (Prof. P. Dineva, Prof. Ts.Ivanov, Prof. J. Ivanova, Prof. D.Karagiozova, Assoc. Prof. T. Angelov,Assoc. Prof. V. Valeva, Assoc. Prof. M.Datcheva, Assoc. Prof. Al. Popov, Assoc.Prof. R. Savova, Assoc. Prof. A. Yanakieva,Dr. G. Nikolova, Dr. Ph. Philipoff);

l Release kinetics of biologically active sub-stances (Assoc. Prof. R. Blagoeva, Assoc.Prof. A. Nedev).

The research and development activities in thefield of Mechanics of structures involve:l Models of dynamics, stability and equilibri-

um of structures of elastic or non-elasticmaterial undergoing large deformations(Prof. J. Ivanova, Prof. D. Karagiozova,Assoc. Prof. V. Vassilev, Assoc. Prof. P.Djondjorov, Dr. Ph. Philipoff);

l Nonlinear vibration based damage detectionmethods (Assoc. Prof. E. Manoach, Assoc.Prof. I. Trendafilova);

l Flow-induced instability of structures (Prof.V. Dzhupanov, Assoc. Prof. V. Vassilev,Assoc. Prof. P. Djondjorov);

l Micro particle sizing by simulation of lightscattering and polarization (Assoc. Prof. M.Mikrenska);

l Experimental methods and devices for non-destructive testing of solids and structuresand non-destructive evaluation of mechani-cal properties of solids based on laser,acoustic, electromagnetic and magneticbarkhausen methods (Prof. V. Kavardjikov,Prof. M. Mihovski, Assoc. Prof. Y. Ivanova,Assoc. Prof. D. Pashkouleva, Assoc. Prof.Al. Popov, Assoc. Prof. G. Stoilov, Al.


звуко ви), електромагнитни, магнито-шумови, топлинни, вихротокови и акус -ти ко-емисионни методи (проф. В.Кавърджиков, проф. М. Миховски, доц.Й. П. Иванова, доц. Д. Пашкулева, доц.Ал. Попов, доц. Г. Стоилов, ас. Ал.Алексиев, ас. Й. Мирчев);

l разработване на алгоритми и методи заразвитието и приложението на интервал -ните крайни елементи при моделиране нанеопределености в строителни конструк -ции (доц. Р. Янков).

В областта Механика на технологичнитепроце си се разработват аналитични ичислени модели на технологични процесина пластично формоване с отчитане натермоспрегнатост, дефектиране, порьозност,синтероване, индуцирана анизотропия,чувстви телност към типа на напрегнатото идеформирано състояние, локални и нелокал -ни условия на триене, поява и развитие намикро- и макро-дефекти, фазови преходи идр. (чл.-кор. А. Балтов, проф. Н. Бончева,доц. Т. Ангелов, доц. М. Дачева, доц. Р.Казанджиев, доц. Св. С. Николов, доц. Л.Парашкевова, доц. Р. Янков).В направлението се работи по следните дветеми:Тема 1. Механика на материали, структурии технологични процеси (ръководител доц.д-р Р. Казанджиев).Изследва се поведението на различни мате -риа ли (метали, метални и неметални компо -зити, керамика, биологични тъкани), подло -же ни на механични въздействия. Разработ -ват се аналитични модели на макро-, микро-и нанониво и се извършват съответнитечислени симулации. Анализират се микро- инаноувреждане на метали, подложени напластично формуване, триене между метал -ни повърхнини, химична атака върхупорьоз ни минерални композити и съответноизменение на структурата и механичните имсвойства, уякчаване на метални и неметалникомпозити, съдържащи микро- и нанопъл -

Alexiev, Y. Mirchev); l Development of methods for the application

of interval finite element methods to model-ing of uncertainties in structures (Assoc.Prof. R. Iankov).

The research in the field of Mechanics of tech-nological processes consists of analytical andnumerical modeling of plastic molding, shapeforming, forging, rolling, extrusion and draw-ing accounting for thermal coupling, damages,porosity, sintering, induced anisotropy, sensi-tivity to the type of stress and strain fields, localand non-local friction, phase transition, etc.(Corr. Member A. Baltov, Prof. N. Bontcheva,Assoc. Prof. T. Angelov, Assoc. Prof. M.Datcheva, Assoc. Prof. R. Kazandjiev, Assoc.Prof. Sv. S. Nikolov, Assoc. Prof. L.Parashkevova, Assoc. Prof. R. Iankov).The staff of the Department of Solid mechanicscomprises 4 Professors, 20 AssociateProfessors, 3 Assistant Professors, 2 ResearchAssociates, 3 PhD students and 1 laboratoryassistant, performing theoretical and experi-mental research in the framework of the fol-lowing two projects:Project 1. Mechanics of materials, structuresand technological processes (Coordinator Assoc. Prof. R. Kazandjiev)The research covers a number of problemstreating the mechanical behavior of variousmaterials (metals, metallic and non-metalliccomposites, ceramics, biological tissues) sub-jected to different types of external impacts.Analytical models are developed on macro-,micro- and nano-level and numerical simula-tions are performed, respectively. Various phe-nomena are analyzed - micro- and nano- dam-age of metals undergoing plastic forming, fric-tion between metal contacting surfaces, chemi-cal attack on porous mineral composites andrelated change of material structure andmechanical properties, strengthening of metal-lic and non-metallic composites with micro-and nano-fillers etc. The theory has a solidexperimental backup, and new techniques and


ни тели, равновесни форми на двуслойнилипидни мембрани и въглеродни нанострук -тури с/или без външни въздействия и пр.Теоретичните разработки са допълнени отсолидни експериментални изследвания набазата на нови техники и уреди за изпитванена материали. В съответствие с европей -ските стандарти се разработват учебнипрограми и пособия и се организират курсо -ве за квалификация на специалисти побезразрушително тестване на материали.Тема 2. Аналитично и числено моделиранев механиката на деформируемото твърдотяло (ръководител доц. д-р Т. Ангелов)Разработват се следните задачи: охарактери -зиране на тънки покрития и наноструктурниматериали посредством наноиндентация -моделиране и числено-експерименталнаидентификация на материални параметри;числено симулиране на поведението наматериали от въглеродни нанотръбички;числено моделиране на експерименти засъздаване и усъвършенстване на лекарст ве -ни форми със забавено освобождаване отмикро- и наноносители; нови решения заматериали в транспорта, енергетиката ибиомедицинския сектор; йерархично моде -ли ра не на минерализирана екзоскелетнатъкан на членестоноги; числено симулиранена механични процеси в МЕМС; разработ -ва не на математически модели и експери -мен тални методи за изследване на разсейва -нето на светлина от суспендирани твърдичастици и приложения за характеризиране иидентификация на микрочастици; модели -ра не на разпространението на сеизмичнивълни в порьозни нехомогенни среди и наспрегнати процеси в почви, симулиране надесорбция на базата на решетъчен модел;оценка на състоянието на разрушение вмагнитоелектроеластичен композит с пук -на ти ни; изследване на отслояването поинтерфейса при тънки многослойни кон -струкции под действие на динамичен товари приложение за оценка на надеждността и

instruments are developed for material destruc-tive and nondestructive testing. Following theEuropean standards, programs, textbooks andexercises are also worked out, and trainingcourses for nondestructive testing personnel areheld.Project 2. Analytical and numerical modelingin solid mechanics(Coordinator Assoc. Prof. T. Angelov) Aim of the project: development of adequatemathematical (analytical and numerical) mod-els, based on experimental and numericalanalysis and simulation of a wide class ofimportant technical and technological, coupled,contact and impact processes and phenomenafor single- and multiphase media and for struc-tures of classical and new materials; develop-ment and analysis of appropriate computation-al methods and algorithms, based on the finiteand boundary element, finite difference andMonte Carlo methods; formulation and solvingof new problems in solid mechanics with prac-tical application.Current problems: characterization of thin coat-ings and nanostructured materials by nanoin-dentation - modelling and computational-experimental identification of the materialparameters; computer simulation of carbonnanotubes materials behaviour; numericalmodelling of experiments for slowly dissolvingdrug release from micro and nanocarriers;innovative materials solutions for transport,energy and bio-medical sectors; hierarchicalmodelling of mineralized exoskeleton tissuesof arthropoda; numerical simulation ofmechanical processes in MEMS; developmentof Monte Carlo - ray tracing methods and phys-ical experiments of light scattering by particu-late matter and its applications to characteriza-tion and identification of microparticles; mod-elling of seismic waves propagation in inhomo-geneous, porous media and of coupled process-es in soils, numerical simulations and modelcalibration in geotechnics; grid model basedsimulation of desorption, fracture evaluation of


определяне на безопасна работна зона наперки на вятърни турбини; изследване наефекта от локален взрив върху механизма напоглъщане на енергията при интензивнодинамично натоварване на пенести материа -ли, използвани в предпазни конструкции,както и на влиянието на свойствата им върхустойностите на критичното натоварване,предизвикващо повреда и разрушение;спрег нати контактни задачи за деформируе -ми тела с вътрешни параметри на състояние- вариационен и числен анализ, числениметоди и алгоритми. Учените от звеното са изпълнили повече от70 проекта и са автори на над 300 публи -кации съвместно с колеги от други институтина БАН, български университети (СУ "Св.Кл. Охридски", УАСГ, ТУ - София, ХТМУ,ВСУ "Л. Каравелов", МУ - София, РУ "АнгелКънчев") и университети и науч ни институтиот Германия (TU Darmstadt, Max-Planck-Institut fuer Eisenforschung, Duesseldorf,Bauhaus Universitat Weimar, TU Munchen,Ruhr Universitat Bochum, TU Berlin, TUKaiserslautern), Великобритания (Universityof Glasgow, University of Stratclyde, Universityof Liverpool), Белгия (KU Leuven, Universityof Liege), Франция (University Louis Pasteur,Laboratoire de Physique et Chimie del'Environnement et de l'Espace, CNRS, Stras -bourg), Гърция (Aristotle University ofThessaloniki, Democritus University), Италия(Universita Politecnica delle Marche, Universityof Trieste, University of Torino), Португалия(University of Porto), Полша (Institute forFundamental Technological Research, LublinUniversity of Technology, Instititute of FluidFlow Machinery), Русия (МГУ "М.В.Ломоносов", ИМАШ, ИФМ, ЦНИИТМАШ),Япония (Tokay University), Китай (Hong KongUniversity of Science and Technology), Син -гапур (Technological University), Бразилия(University of Sao Paulo), Нова Зеландия(Auckland University of Technology) и ЮжнаАфрика (University of Cape Town).

magnetoelectroelastic composite with cracks;analysis of the interphase delamination of thindynamically loaded multilayered structures andapplication to wind propellers for estimation oftheir reliability and determination of safetyworking zone; analysis of the effects of a local-ized blast on the energy absorption mechanismof foam materials used in protective structures,influence of the material properties on the crit-ical load causing damage; coupled contactproblems for deformable bodies with internalstate variables - variational and numericalanalysis, numerical methods and algorithms.The researchers in the Department have imple-mented more than 70 projects and are authorsof over 300 publications in collaboration withcolleagues from other institutes of BAS,Bulgarian universities (SU "St. Kl. Ohridski,UACEG, TU-Sofia, UCTM, VSU "L.Karavelov", MU-Sofia, UR "A. Kanchev") aswell as universities and research institutes inGermany (TU Darmstadt, Max-Planck-Institutfuer Eisenforschung, Duesseldorf, BauhausUniversitat Weimar, TU Munchen, RuhrUniversitat Bochum, TU Berlin, TUKaiserslautern), Great Britain (University ofGlasgow, University of Stratclyde, Universityof Liverpool), France (University LouisPasteur, CNRS, Laboratoire de Physique etChimie de l'Environnement et de l'Espace),Belgium (KU Leuven, University of Liege),Greece (Aristotle University of Thessaloniki,Democritus University), Italy (UniversitaPolitecnica delle Marche, University of Trieste,University of Torino), Portugal (University ofPorto), Poland (Institute for FundamentalTechnological Research, Lublin University ofTechnology, Institute of Fluid FlowMachinery), Russia (MSU, IMACH, IFM,CNIITMASH), China (The Hong KongUniversity of Science and Technology),Singapore (Technological University), Brasil(The University of Sao Paulo), New Zealand(Auckland University of Technology) andSouth Africa (The University of Cape Town).



Проф. Д. Карагьозова - Първа награда наСъюза на учените в България за високинаучни постижения за 2005 г.

Доц. E. Маноах - Първа награда на Фонд"Научни изследвания" за ръководител нанай-добър проект 2001-2004; Първа наградана Съюза на учените в България за високинаучни постижения за 2005 г.; Отличие заобразцов рецензент на Journal of Sound andVibration (2011).

AwARDS

Prof. D. Karagiozova - Diploma of the Unionof Scientists in Bulgaria for high achievementsin sciences for 2005.

Assoc. Prof. E. Manoach - First prise of theNational Science Fund for the Head of the bestproject during 2001-2004; Diploma of theUnion of Scientists in Bulgaria for highachievements in mathematical sciences for2005; Recognition as an Exemplary Reviewerfor Journal of Sound and Vibration (2011).

Биомеханика Biomechanics37

ÁÈîÌåÕÀÍÈÊÀ

Развитието на биомеханиката в БАН започвапрез 1971 г. с основаването на "Научнагрупа по Биомеханика" от чл.-кор. ГеоргиБранков. Следващата година тази група сетрансформира в Централна лаборатория побиомеханика, а през 1977 г. Лабораториятавлиза в състава на новообразувания Инсти -тут по механика и биомеханика. Първоначално са създадени три проблемнигрупи в следните биомеханични направле -ния: "Биомеханика на сърдечно-съдоватасистема" с ръководител проф. дтн Алексан -

DepARtMent of BIoMeChAnICS

The development of biomechanics at theBulgarian Academy of Sciences began in 1971with the founding of "Biomechanics ResearchGroup" by Acad. George Brankov. Next year,the group was transformed into the CentralLaboratory of Biomechanics and in 1977 thelaboratory became a part of the newly formedInstitute of Mechanics and Biomechanics (nowInstitute of Mechanics).Three research groups were created originally,whose research was focused on the followingbiomechanical topics: "Biomechanics of

Department "Biomechanics":(from left to right) - (first row) Miglena Kirilova, Michaela Kalaydjieva, RadosvetaAntonova, Nadya Antonova, Anika Alexandrova, (second row) Gergana Nikolova, Vassilka Kostova, Ivan Ivanov,Ivanka Veneva, Petko Kiryazov, (third row) Elitsa Petrova, Momchil Nenov, Rumiana Ivanova, Svetoslav Nikolov.

http://www.imbm.bas.bg/index.php/en_US/biomechanics

http://www.imbm.bas.bg/index.php/bg_BG/biomechanics


дър Рачев, "Биомеханика на опорно-двига -тел ната система" с ръководител проф.Янаки Холевич и "Биомеханика на специа -ли зираната сетивност с отоневрология" сръководител проф. Атанас Кехайов. Присъздаването на института тези групи сетрансформират в секции. До 1975 г. проблемната група "Биомеханикана сърдечно-съдовата система" се ръководиот проф. А. Рачев. От 1975 г. ръководител нагрупата (респ. секцията) е проф. дтн ХристоХристов, а от 1988 г. - проф. А. Рачев. През1991 г. секцията се разделя на две новисекции - "Биомеханика на среди и процеси"с ръководители проф. А. Рачев (1991-2004) идоц. д-р Стоян Стойчев (2004-2010) и"Биодинамика и биореология" с ръководи -тел доц. д-р Вълко Петров (1991-2010).От 1977 г. секция "Биомеханика на движе -нията, екзоскелетони и манипулатори" серъководи от проф. дтн Юлий Тошев. През1989 г. секцията е преименувана на "Биоме -ханика на движенията и телеманипулатори"с ръководители проф. Ю. Тошев до неговатакончина през 2008 г. и доц. д-р ПеткоКирязов до 2010 г. За периода 1974-1977 г. Проблемната група"Биомеханика на специализираната сетив -ност с отоневрология" е ръководена от доц.д-р Н. Бъчваров, а произлязлата от неясекция "Биомеханика на вестибуларнатасистема" се ръководи от доц. д-р ВилямПопов до закриването й през 1991 г. Биомеханичните изследвания включваттеоретични и експериментални изследванияна механичното поведение на живи системии в частност, на сърдечно-съдовата и двига -телната система на човека. Използват семето ди на математиката, механиката иинженерните науки. Целта на изследваниятае да се разширят основните знания за меха -ничните процеси в живи организми, коитопротичат в нормални, патологични илиекстремни условия. Изследванията саориен тирани към подобряване на диагно -

Cardiovascular System" headed by Prof. DScAlexander Rachev, "Biomechanics of the loco-motion system" headed by Prof. YanakiHolevich and "Biomechanics of SpecializedSensory Otoneurology" with Head -- Prof.Atanas Kehayov. When the Institute was creat-ed in 1977 those research groups were trans-formed into departments.Since 1975, the Department "Biomechanics ofthe Cardiovascular System" is headed by Prof.Christo Christov, and after 1988 by Prof. A.Rachev. In 1991, the department was dividedinto two new departments - "Biomechanics ofTissues and Processes", headed by Prof. A.Rachev (1991-2004) and Assoc. Prof. Dr.Stoyan Stoychev (2004-2010), and"Biodynamics and Biorheology" with Head --Assoc. Prof. Dr. Valko Petrov (1991-2010).From 1977, the Department "Biomechanics ofMovements, Ekzoskeletons and Manipulators"is headed by Prof. DSc Yuli Toshev. In 1989 theDepartment was renamed to "Biomechanics ofMovements and Telemanipulators" and washeaded by Prof. Y. Toshev until his death in2008, and then by Assoc. Prof. Dr. PetkoKiryazov until 2010.For the period 1974-1977, the research group"Biomechanics of Specialized SensoryOtoneurology" was headed by Prof. N.Bachvarov. In 1977 the group was succeededby the Department "Biomechanics of theVestibular System", headed by Assoc. Prof. Dr.Vilyam Popov until its closing in 1991. The research on Biomechanics at the Instituteof Mechanics includes theoretical and experi-mental studies of the mechanical behavior ofliving systems and, in particular, the cardiovas-cular and locomotion systems of man. Methodsare applied from mathematics, mechanics andengineering. The main aim of the research is toextend the basic knowledge of mechanicalprocesses in living organisms that occur in nor-mal, abnormal or extreme conditions. The goalis to improve the diagnosis of certain diseasesand to offer a new design of prostheses and


зата на някои заболявания и към предлаганена нов дизайн на протези и ортези. Те до -при насят също за развитието на роботи ка та,мехатрониката, ергономията, спорта, кри -минологията и космическите изслед вания. Основните изследвания на "Биомеханика насърдечно-съдовата система" са в областта набиомеханиката на кръвообращението, меха -никата на кръвоносните съдове и кръвта начовека. По-значими постижения в периода1975 - 1991 г. са:- механо-математични модели на тече -

нието на кръвта в артериалните съдове имикроциркулацията с оглед усъвър -шенстване на анализа и интерпретациятана данни за съществуващи диагностичниметоди (проф. А. Рачев, доц. С. Стойчев,доц. В. Петров);

- изследване на реологията на кръвта, напасивните и активните механични свой -ст ва на съдовата стена и предлагане нанови конститутивни уравнения с целсъздаване на нови методи за диагностикаи медицински контрол на социалнозначими заболявания (проф. А. Рачев,доц. С. Стойчев, доц. В. Петров, проф. Н.Антонова);

- създаване на методика и устройство заизследване на устойчивостта на сърдеч -но-съдовата система (ССС) при някоиспецифични механични въздействия(проф. Х. Христов);

- изработване на първото в странатамикропроцесорно устройство за автома -тична обработка на данни от ССС закатегоризация на военни летци (доц. С.Стойчев);

- изработване на устройство за изпитванемеханичните свойства на кръвоноснисъдове (доц. С. Стойчев).

След 1991 г. новообразуваната секция"Биоме ханика на среди и процеси" г. сезанимава с механо-математично моделиранена функциите на сърцето, кръвоноснитесъдове и техните заместители (проф. А.

orthoses used in medicine. The research alsocontributes to the development of robotics,mechatronics, ergonomics, sport, criminologyand aerospace. The main research of the Department"Biomechanics of the Cardiovascular System"are in the field of biomechanics of blood circu-lation, mechanics of human blood and bloodvessels, in theoretical, experimental andapplied aspects. The most significant achieve-ments in the period 1975 - 1991 are:- Formulation of mathematical models of the

blood flow in the arteries and microcircula-tion, designed to improve the analysis andinterpretation of data on existing diagnosticmethods (Prof. A. Rachev, Assoc. Prof. S.Stoychev, Assoc. Prof. V. Petrov);

- Study of the blood rheology, passive andactive mechanical properties of the vesselwall and putting forward new constitutiveequations aiming at creation of new methodsof diagnosis and treatment of socially signif-icant diseases (Prof. A. Rachev, Assoc. Prof.S. Stoychev, Assoc. Prof. V. Petrov, Prof. N.Antonova);

- Development of methodology and devicefor testing the stability of the cardiovascularsystem (CVS) at specific mechanicalimpacts (Prof. Ch. Christov);

- Elaboration of the first national micro-processor for automatic data processing ofthe CVS for categorization of military pilots(Assoc. Prof. S. Stoychev);

- Elaboration of a device for testing themechanical properties of blood vessels(Assoc. Prof. S. Stoychev).

After 1991 the newly formed Department"Biomechanics of Tissues and Processes" dealswith mathematical modeling of the mechanicalfunctions of the heart, blood vessels and theirsubstitutes (Prof. A. Rachev, Assoc. Prof. S.Stoychev); identification of the mechanicalproperties of the aorta using data for pulse pres-sure and blood flow velocity (Assoc. Prof. S.Stoychev, Assoc. Prof. M. Kirilova); detection


Рачев, доц. С. Стойчев); идентификация намеханичните свойства на аортата с помощтана данни за пулсово налягане и скорост накръвен поток (доц. С. Стойчев, доц. М.Кирилова); откриване и изследване на меха -ничните закономерности на структурнатаадаптация и активната регулация на сърцетои кръвоносните съдове (доц. С. Стойчев,проф. А. Рачев, доц. М. Кирилова); механо-мате матично моделиране на механичнитесвойства на човешка кожа (проф. А. Рачев);механo-математичен анализ на системa"стент-артерия", ориентиран към намиранена ново конструктивно решение на металенстент за имплантиране (проф. А. Рачев, доц.Е. Маноах).Изследвани са различни биохимични пока -затели на пациенти с псориазис, както и съссистемен и дискоиден лупус еритематозус(проф. К. Проданов). За нуждите на диагно -стиката и математическото моделира не саизвършени експериментални изследва нияна еластичните и вискозо-еластичните свой -ства на меки тъкани и биоматериали, каточовешки и свински кръвоносни съдове, дураматер, пъпна вена, коремна фасция, чревнатъкан и др. (доц. С. Стойчев, проф. К. Про -да нов, доц. Н. Петров, доц. М. Кирилова). В резултат на тези изследвания са създадениконститутивни уравнения, представящинапрег натото и деформирано състояние накръвоносните съдове и изменението намеханичните им свойства с възрастта илокализацията (доц. С. Стойчев), намерен екритерий за подбор на протези за кръвонос нисъдове с оптимален радиус според напрег на -тото състояние на съда и ком плианса му (доц.С. Стойчев, проф. А. Рачев), определен екритерий за оценка на сходството намеханичните свойства на херниални платна ичовешка фасция с цел подобряване качест -вото на платната за терапия на хернии (доц.С. Стойчев, доц. М. Кирилова). В периода 2004-2010 г. секцията всътрудничество с Биологическия факултет

and study of mechanical laws of the structuraladjustment and active regulation of the heartand blood vessels (Assoc. Prof. S. Stoychev,Prof. A. Rachev, Assoc. Prof. M. Kirilova);mathematical modeling of the mechanicalproperties of human skin (Prof. A. Rachev),mechanical analysis of the system "artery-stent", aimed at obtaining a new constructivesolution for metal stent (Prof. A. Rachev,Assoc. Prof. E. Manoach).Different biochemical parameters of patientswith psoriasis and systemic and discoid lupuserythematosus are examined (Prof. K.Prodanov). For the purpose of diagnosis andmathematical modeling, experimental studieswere carried out of elastic and visco-elasticproperties of soft tissues and biomaterials, suchas human and porcine blood vessels, duramater, umbilical vein, abdominal fascia, intes-tinal tissue, etc. (Assoc. Prof. S. Stoychev, Prof.K. Prodanov, Assoc. Prof. N. Petrov, Assoc.Prof. M. Kirilova).As a result of those studies, constitutive equa-tions were formulated, describing the stress andstrain state of the blood vessels and the changein the mechanical properties with age and loca-tion (Assoc. Prof. S. Stoychev), a criterion wasdetermined for selection of vascular prostheseswith optimal radius depending on the stressstate of the vessel and its compliance (Assoc.Prof. S. Stoychev, Prof. A. Rachev); a criterionwas formulated for assessing the similarity inthe mechanical properties of hernia meshes andhuman fascia in order to improve the quality ofthe meshes for treatment of hernias (Assoc.Prof. S. Stoychev, Assoc. Prof. M. Kirilova).In the period 2004-2010, the Department"Biomechanics of Tissues and Processes" andthe Laboratory of Bioprocess Systems of theDepartment of Biology, Sofia University "St.Kl. Ohridski" performed joint investigations onthe activity of iron-oxidizing bacteriaAcidithiobacillus ferrooxidans and the dynam-ics of periodic cultivation in suspended cul-tures. The results obtained clarified some


на СУ "Св. Кл. Охридски" провеждаекспери менти, свързани с изучаване актив -ността на желязо-окисляващите бактерииAcidithio bacillus ferrooxidans и на динами -ката на периодичното култивиране в суспен -дирани култури. Резултатите от изслед -ванията позволиха да се уточнят важнистадии от механизма на процесите, коитонамират широко приложение в еколого съоб -разните технологии, свързани с третиранена отпадни води, в биометалургията и пре -чистване на отпадни газове от сяроводород(доц. Л. Николов, гл. ас. Е. Петрова). Създа -де ният математичен модел, описващ взаи -мо действието между биофилмова система исуспендирана клетъчна култура, бе използ -ван за целите на биокинетиката на биоло -гичното окисление на железните йони (доц.С. Стойчев, доц. Л. Николов). Създадената през 1991 г. секция "Биоди на -мика и биореология" се занимава с мате ма -тическо моделиране на клетъчното взаимо -действие при ракови заболявания (доц. В.Петров, доц. С. Николов), експерименталнои теоретично изследване на реологичнитесвойства на кръвта, разработване на новимето ди и устройство за паралелно изслед ва -не на механичните и електрическите свойст -ва на биологични течности (Проф. Н.Антоно ва), системна биология и математи -че ски методи в биологията и молекулярнабиомеханика (доц. В. Петров, доц. С. Нико -лов), изследване на механичните свойствана кръвоносни съдове с помощта на разра -бо тен метод и устройство (д-р М.Антонова). Основните изследвания на секция "Биоме -ха ника на вестибуларната система" санасочени към: - механо-математично и физично модели -

ра не на вестибуларната периферия ивестибуло-очедвигателната система (доц.Р. Иванова, доц. В. Попов)

- разработване на физични модели навестибу ларната полуокръжна система

important steps of the mechanism of processes,widely used in the environmental technologiesfor wastewater treatment, bio-metallurgy andH2S tail gas purification (Assoc. Prof. L.Nikolov, E. Petrova). A mathematical model fordescribing the interaction between the biofilmand suspended cell culture has been created andused for biokinetics of biological oxidation offerrous ions (Assoc. Prof. S. Stoychev, Assoc.Prof. L. Nikolov).The Department "Biodynamics andBiorheology" performed mathematical model-ing of the interaction of cancer cells (Assoc.Prof. V. Petrov, Assoc. Prof. S. Nikolov);experimental and theoretical study of the rheo-logical properties of the blood; development ofnew methods and a device for studying themechanical and electrical properties of biologi-cal fluids (Prof. N. Antonova); research on thesystems biology and mathematical methods inmolecular biology and biomechanics (Assoc.Prof. V. Petrov, Assoc. Prof. S. Nikolov), studyof the mechanical properties of blood vesselsusing an originally developed method anddevice (Dr. M. Antonova). The main efforts of the staff of the Department"Biomechanics of the Vestibular System" weredirected towards:- Mathematical and physical modeling of the

vestibular periphery and vestibular eye-motion system (Assoc. Prof. R. Ivanova,Assoc. Prof. V. Popov);

- Development of physical models of the semi-circular vestibular system (Assoc. Prof. V.Popov, Dr. V. Todorova);

- Experimental study of the system "man -machine" in order to optimize the perform-ance of the rolling mill operators (Assoc.Prof. V. Popov, P. Stoykov);

- Study of the vestibular status of athletes andpilots (Assoc. Prof. V. Popov).

The main research of the Department"Biomechanics of Movements and Tele -manipu lators" was aimed at developing:- The first Bulgarian tensometric platforms for


(доц. В. Попов, гл. ас. д-р В. Тодорова);- експериментално изследване на система -

та "човек-машина" с цел оптимизация наработата на оператори на листопрокатенстан (доц. В. Попов, гл.ас. П. Стойков);

- изследване на вестибуларния статус наспортисти и летци (доц. В. Попов).

Основните изследвания на секция "Биоме -ха ника на движенията и телеманипулатори"са насочени към разработване на:- първите български тензометрични плат -

фор ми за анализ на опорните реакции прилокомоция и на автоматизирана си с те ма заанализ на локомоторната инфор ма ция(проф. Ю. Тошев, доц. В. Дамянова)

- първия български екзоскелетон ЕКЗА заизмерване на движенията на горния край -ник на човека (доц. А. Сапунов)

- автоматизирана система за изследване насетивно-двигателната координация начовека - СИДЕК (проф. Ю. Тошев)

- система СТЕЛЕМАТ за измерване накинематичните точки върху предвари тел -но маркирани точки на човешкото тяло(проф. Ю. Тошев),

- телеманипулатори за нуждите на АЕЦ -Козлодуй (проф. Ю. Тошев),

- моделиране и реално управление нателеманипулатори и манипулатори съссупервайзорен режим с възможност заразпознаване на тримерни тела (доц. К.Младенова)

- електронно управление на инвалидниколички (доц. Д. Стефанов)

- механо-математично моделиране нарегио налните движения на човека (доц. Р.Райкова, доц. Н. Сираков).

Приложението на биомеханиката в крими -на листиката се развива в две направления -трасология и падане на човешки тела (проф.Ю. Тошев). Биомеханиката на движениятасе прилага също и в областта на спорта(гл.ас. С. Ранчев). В последните години изследванията санасочени към създаване и усъвършенстване

analysis of adjustable effects in locomotionand automated analysis of locomotion data(Prof. Y. Toshev, Assoc. Prof. D.Damyanova);

- The first Bulgarian ekzoskeleton for measur-ing the movements of the upper human limb(Assoc. Prof. A. Sapunov);

- Automated testing of sensory-motor coordina-tion of people (Prof. Y. Toshev)

- STELEMAT system for measuring kinematicpoints on the pre-marked points of thehuman body (Prof. Y. Toshev);

- Telemanipulators for the needs of nuclearpower plants (Prof. Y. Toshev);

- Modeling and management of real telemanip-ulators and manipulators mode with supervi-sors the opportunity to recognize three-dimensional objects (Assoc. Prof.K.Mladenova);

-Electronically controlled wheelchairs (Assoc.Prof.D. Stefanov);

- Mathematical modeling of regional move-ments of men (Assoc. Prof. R. Raykova,Assoc. Prof. N. Sirakov).

The application of Biomechanics in criminolo-gy is developed in two directions - trasologiyaand falling human bodies (Prof. Y. Toshev).Biomechanics of movement was also applied tosports (S. Ranchev). In recent years, the efforts of the scientists ofthe Department are aimed at creating andimproving the technical means of rehabilitation(prostheses and orthoses) for patients with neu-rological and musculoskeletal disorders, andother pathologies. The research is performed inthe following areas: biomechanics of humanmovement, three-dimensional analysis ofmotion, normal and pathological locomotion,diagnosis in orthopedics and traumatology,assistance in pathological gait, three-dimen-sional modeling of human body measurementsand experimental data processing, three-dimen-sional design of orthoses - a new generation oforthoses for upper and lower limbs, reverseengineering and rapid prototyping, oriented


на техническите средства за рехабилитация(ортези и протези) за пациенти с невро ло -гич ни и мускулно скелетни смущения, кактои с различни патологии. Работи се в след -ните области на приложение: биомеханикана човешките движения, тримерен анализна движенията, нормална и патологичналоко моция, диагностика в ортопедията итрав матологията, подпомагане при патоло -гич на и възрастова походка, тримерномодели ране на човешкото тяло, експери мен -тални измервания и обработка на данните,тримерен дизайн на ортези - ново поколениеортези за горен и долен крайник, обратноинженерство и бързо прототипиране, ориен -ти рано към нови лицево-челюстни имплан -ти, оптимизация и управление на движе ния -та на човека с приложение в рехабили та ция -та, приложение на биомеханиката в роботи -ката, мехатрониката, медицинското инжене -рст во, спорта и криминалистиката (проф.Ю. Тошев, доц. П. Кирязов, доц. К.Младенова, доц. Н. Златов).През 2011 г. секциите по биомеханика сеобединяват в направление "Биомеханика" сръководител проф. Надя Антонова. Изследванията в направлението се провеж -дат по две теми: Тема 1. Биомеханика, управление на движе -нията и технически средства за рехабили -тация (ръководител доц. П. Кирязов). Разработват се ефективни подходи, осно -вани на съвременни научни концепции ипроверени принципи от биомеханиката,роботиката, неврофизиологията, теориятана оптималното управление и управлениетона движенията чрез самообучение. Работисе по следните задачи:- използване на създадения 16-сегментен

тримерен математичен модел на човеш -ко то тяло за целите на управлението,рехабилитацията и оптимизацията надвиженията (в областта на спорта)

- разработване на лабораторни модели наортези и други технически помощни

towards new maxillofacial implants, optimiza-tion and government of human motion withapplication in rehabilitation, application of bio-mechanics in robotics, mechatronics, medicalengineering, sports and criminology (Prof. Y.Toshev, Assoc. Prof. P. Kiryazov, Assoc. Prof.K. Mladenova, Assoc. Prof. N. Zlatov).In 2011 the departments doing research in thearea of Biomechanics were unified in onedepartment "Biomechanics" headed by Prof.Nadia Antonova. Studies are conducted on twoprojects:Project 1. Biomechanics, motion control andtechnical means of rehabilitation (projectleader - Assoc. Prof. P. Kiryazov).The project aims at development and imple-mentation of effective approaches, based onmodern scientific concepts and tested princi-ples of biomechanics, robotics, neurophysiolo-gy, optimal control theory and managementthrough self-training. It covers the followingtasks:- Applying 16-segment three-dimensional

mathematical model of the human body forthe purposes of management, rehabilitationand optimization of movement in sports;

- Development of laboratory models oforthoses and other technical aids for upperand lower limbs;

- Gait analysis and recommendations foreffective physical and neurological rehabili-tation of patients with various movementdisorders.

Project 2. Biodynamics, biorheology, and bio-mechanics of tissues and processes (projectleader - Prof. N. Antonova).The project includes the following tasks:- Theoretical and experimental study of the

mechanical and electrical properties ofblood and its elements;

- Biology of systems (Molecular Bio -mechanics);

- Biomechanics of tissues, biomaterials andprocesses.

The research includes studies of the mechanical


средства за горен и долен крайник- анализ на походката и препоръки за

ефективна физическа и неврологичнарехабилитация на пациенти с различнидвигателни нарушения.

Тема 2. Биодинамика, биореология и биоме -ха ника на среди и процеси (ръководителпроф. Н. Антонова). Работи се по следните задачи: - теоретично и експериментално изслед ва -

не на механичните и електрическитесвойст ва на кръвта и нейните формениелементи

- системна биология (молекулярна био -меха ника)

- биомеханика на среди, биоматериали ипроцеси

Те обхващат изследвания на механичните иелектрическите свойства на кръвта и ней -ните формени елементи в условия настацио нарно и нестационарно течение и назависимостта им от структурата и структу -рните взаимодействия в кръвта и локалнитемеханични свойства с цел развитие подоб -ря ване на диагностиката при диабет,мозъчно-съдови и други социално значимизаболявания. Провежда се математичномоделиране, базирано на експерименталниданни с цел разкриване на динамичнатаприрода и количественото предсказване на

and electrical properties of blood and itsformed elements in conditions of steady andunsteady flows as well as their dependence onthe structure and structural interactions in theblood, and on the local mechanical properties.These studies aim at developing a methodologyfor improving the diagnosis of diabetes, cere-brovascular and other socially significant dis-eases. Мathematical modeling is performed,based on experimental data, in order to detectand quantify the dynamic nature of predictingthe response of the signal path and their viola-tions, concentrations and modifications of theparticipating proteins, involved in intra-cellularsignaling cascades which regulate growth, divi-sion, differentiation and apoptosis. Thisresearch is directed towards understanding thediseases such as cancer, diabetes, Alzheimer'sor Parkinson's and establishing the potentialtargets for drugs.The scientists from the Department have partic-ipated and performed research in the frame-works of numerous national and internationalprojects (Bulgarian Science Fund, FP6 of EC -project COSBICS, bilateral treaties of BAS).Researchers have worked in cooperation withmany leading scientists from UK, France,Germany; Austria, Czech Republic,Switzerland, Russia, USA, South Korea; etc.


отговора на сигналната пътека и технитенарушения, концентрациите и модифика -ции те на участващите белтъци, включенивъв вътрешно-клетъчните сигнални каска -ди, регулиращи растежа, делението, дифе -рен циацията и апоптозата при заболявания,като рак, диабет, болест на Алцхаймер илиПаркинсон и установяване потенциалнимишени за лекарства.Учените са изпълнявали и изпълняватмножество национални и международнидоговори с Фонд "Научни изследвания" и по6-та РП на ЕС (проект COSBICS), както идвустранни договори на БАН с чуждестран -ни научни организации. Сътрудниците нанаправлението са работили с редица водещиучени от Великобритания, Франция, Герма -ния, Австрия, Чехия, Швейцария, Русия,САЩ, Южна Корея и др.

ÊÍÈãÈ

През 1978 г. Издателството на БАНпубликува "Основни въпроси на биомехани -ката" от акад. Г. Бранков, която бе преведенана руски през 1982 г. от издателство "Мир",Москва. Издадени са също следните книги иучебници по биомеханика: Юлий Тошев"Биомеханика на движенията на човека",1994 г., монография на П. Кирязов - Direct-

puBLIShIng ACtIVItY

In 1978, the Publishing house of the BulgarianAcademy of Sciences published the treatise ofAcad. G. Brankov "Basic issues of biomechan-ics", translated into Russian by Publishinghouse "Mir", Moscow in 1982.

BookS

Prof. Y. Toshev is аn author of the book"Biomechanics of human movement" (1994),and of a series of 7 manuals on human move-ment and robotics, in accordance with the edu-cational programme of INSA de Rennes,France. Assoc. Prof. P. Kiriazov is an author ofthe monograph: Direct-search optimization ofdynamic walking: biped locomotion, Univ.Stuttgart, 1995.Prof. А. Rachev has written chapters in the fol-lowing books: Cardiovascular Techniques,edited by C. Leondes, CRC Press, Boca Raton,London, New York, 2001 and Biomechanics ofSoft Tissue in Cardiovascular Systems, Eds. G.Holzapfel and R. Ogden, CISM Courses andLectures, Course and Lecture No 441,Springer, Wien, New York.Assoc. Prof. S. Nikolov has published bookchapters and essays in the encyclopedia:Handbook of Research on Systems Biology


search optimization of dynamic walking: bipedlocomotion, Univ. Stuttgart, 1995, и поредицана проф. Ю. Тошев от 7 учебници нафренски език в областта на движенията начовека и роботиката, написани по учебнапрограма на Националния институт поприложни науки, Рен, Франция. Проф. А. Рачев има отпечатани глави откниги в Саrdiovascular Techniques, Ed. C.Leondes, CRC Press, Boca Raton, 2001 и вBiomechanics of Soft Tissue in CardiovascularSystems, Eds. G. Holzapfel and R. Ogden,CISM Courses and Lectures, Course andLecture No 441, Springer, Wien. Доц. С.Николов има отпечатани глави от книги иесета на енциклопедия в: Handbook ofResearch on Systems Biology Applications inMedicine, Chapter 3, Ed. Dr. A. Daskalaki, IGIGlobal Publication, 2009; Book SystemsBiology for Signalling Network, Springer, Ed.S. Choi, 2010; Digital Forensics for the HealthSciences: Applications in Practice andResearch, Ed. A. Daskalaki, IGI Global, 2011;Quality Assurance in Healthcare ServiceDelivery, Nursing, and Personalized Medicine:Technologies and Processes. Eds: Ath.Lazakidou and Andr. Daskalaki, Capter 4,2012; Encyclopedia of Systems Biology, Eds.W. Dybitzky, O. Wolkenhauer, H. Yokata, K-H.Cho, Springer, 2012; Medical Advancements inAging and Regenerative Technologies: ClinicalTools and Applications, Ed. AndrianiDaskalaki, IGI Global, 2013.Учените от направлението имат активнапре подавателска дейност в СУ "Св. Кл.Охридски". От 1975 г. до 1985 г. във Факул -те та по математика и информатика се препо -да ва по магистърска програма по Биоме ха -ника. В периода 2005-2010 г. доц. В. Петровчете лекции по Биодинамика и биореологиявъв Физическия факултет. През последнитегодини доц. С. Николов и доц. М. Кириловачетат лекции в Биологическия факултет.През 1992 г. в Югозападния университет"Неофит Рилски" - Благоевград се въвеждат

Applications in Medicine (ISBN 978-1-60566-076-9), Chapter 3, ed. Dr. A. Daskalaki, IGIGlobal Publication, 2009; Book SystemsBiology for Signalling Network (ISBN 978-1-4419-5796-2), Springer, ed. Sangdun Choi,2010; Digital Forensics for the HealthSciences: Applications in Practice andResearch (ISBN13: 978-1-60960-483-7),Editor: Dr. Andriani Daskalaki, IGI Global,2011; Quality Assurance in Healthcare ServiceDelivery, Nursing, and Personalized Medicine:Technologies and Processes. Eds:Ath.Lazakidou and Andr. Daskalaki, (ISBN 978-1-61350-120-4), Capter 4, 2012; Encyclopedia ofSystems Biology, Springer, Dybitzky, W.,Wolkenhauer, O, Yokata, H., Cho, K-H (eds.),(ISBN-13:9781441998620), 2012; MedicalAdvancements in Aging and RegenerativeTechnologies: Clinical Tools and Applications(ISBN: 978-1-4666-2506-8), ed. AndrianiDaskalaki, IGI Global, 2013.

teAChIng

From 1975 to 1985, the Department ofMathematics of Sofia University "St. Kl.Ohridsky" offered MSc programs on biome-chanics, where scientists from IMech wereinvolved actively with teaching. In 1992 the South-West University "NeofitRilski" (Blagoevgrad) introduced BSc andMSc programs on biomechanics, biomedicalengineering and robotics. From 2005 to 2010,Assoc. Prof. V. Petrov has lectured onBiodynamics and biorheology at theDepartment of Physics (Sofia University).Assoc. Prof. S. Nikolov and Assoc. Prof. M.Kirilova have lectured at the Department ofBiology. Prof. Rachev has taught lecture cours-es at University of Graz, Austria, OsakaUniversity, Japan, Swiss Federal Institute ofTechnology, Lausanne (EPFL), Switzerland,Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA;Assoc. Prof. S. Stoychev - in Italy and Congo2009 -2010; Prof. Toshev - at University of


бакалавърска и магистърска програми побиомеханика, биомедицинско инженерствои роботика. Лекции на студенти са четени ив чуждестранни университети. Проф. А.Рачев е преподавал в University of Graz,Австрия, Swiss Federal Institute ofTechnology, Лозана, Швейцария, GeorgiaInstitute of Technology, Атланта, САЩ, проф.Ю. Тошев - в INSA de Rennes, Рен, Франция,доц. С. Стойчев - в Африканския универси -тет за наука и технологии, Абуджа, Нигерия,доц. П. Кирязов - в Seoul National University,South Korea и University of Bremen,Германия.


проф. Н. Антонова - Първа награда на СУБза високи научни постижения, 2005 г.; На -гра да на Египетското дружество по диабет,2003 г.;доц. С. Николов - Награда на БАН "МаринДри нов" за най-добър млад учен в областтана математическите науки.

През 1972 г. е организирана Първатанационална конференция по Биомеханика вСофия. През 1991 г. е основано Българскотодружество по биомеханика с председателпроф. Юлий Тошев, а от май 2011 г. то епререгистрирано с председател доц. СтоянСтойчев.През 2001 г. е учредено Българското дру -жест во по биореология с председател проф.Надя Антонова. Дружеството е член наЕвро пейското дружество по клинична хемо -реология и микроциркулация (E.S.C.H.M.).Те са организирали съвместно четиримеждународни и европейски младежкилетни школи по биореология. Учени от направлението участват в съставана редколегиите на редица международнисписания по биомеханика: Проф. А. Рачев -International Journal of Cardiovascular Medi -cine and Science; Biomechanics and Modeling

Reims-France, and Assoc. Prof. P. Kiriazov - atSeoul National University, South Korea andUniversity of Bremen, Germany.

AwARDS

In 2005, Prof. N. Antonova won the First Prizeof the Union of Scientists in Bulgaria for highscientific achievements, and in 2003 she wasawarded by the Egyptian Society of Diabetes.In 2001, Assoc. Prof. S. Nikolov won the award"Marin Drinov" of BAS in the competition forthe best young scientist in the field of mathe-matical sciences.

CongReSSeS AnD

ConfeRenCeS

The First National Conference onBiomechanics was organized in Sofia in 1972.In 1991, the Bulgarian Society ofBiomechanics was founded with presidentProfessor Yuli Toshev. However, it was reregis-tered much later ,in May 2011, by Assoc. Prof.Stoyan Stoychev. In 2001 the BulgarianSociety of Biorheology was founded withPresident Prof. N. Antonova. The society is amember of the European Society for ClinicalHemorheology and Microcirculation(ESCHM), and in 2003 it organized in Sofia the12th Conference of ESCHM. The EuropeanSociety together with the Bulgarian Society ofBiorheology organizes "Eurosummer Schoolon Biorheology & Symposium on Micro- andNano- Mechanics and Mechanobiology ofCells, Tissues and Systems" (4th until now).

MeMBeRShIp In InteRnAtIonAL

oRgAnIzAtIonS

Prof. N. Antonova is a member of the Editorialboards of the journals "Clinical Hemorheologyand Microcirculation" and "Тромбоз, гемостази реология". Prof. Y. Toshev was a member ofthe Editorial board of the journal "Acta of


in Mechanobiology; Russian Biomechanics,Biocybernetics and Bioengineering, проф. Ю.Тошев - Acta of Bioengineering andBiomechanics, Poland, проф. Н. Антонова -Clinicl Hemorheology and Microcirculation;Тромбоз, гемостаз и реология.Проф. Ю. Тошев е бил член на Международ -ното и европейското дружество по Биомеха -ни ка. Проф. А. Рачев е член на следнитеорганизации: Световния съвет по Биомеха -ника, European Mechanics Society, ScientificCouncil of the International Centre ofBiocybernetics, Варшава, Полша, BiomedicalEngineering Society, а доц. С. Стойчев и доц.М. Кирилова са членове на EuropeanMechanics Society,International Society ofCardiovascular Medicine and Science,International Society of Mathematical Modelsin Medicine. За периода 2009-2013 г. проф.Н. Антонова е президент на Европейскотодружество по клинична хемореология имикроциркулация.

Bioengineering and Biomechanics", Poland.Prof. A. Rachev is a member of the Editorialboards of the journals: "International Journal ofCardiovascular Medicine and Science","Biomechanics and Modeling in Mechano -biology", "Russian Biomechanics", "Biocyber -netics and Bioengineering".Prof. Y. Toshev was a member of theInternational and European Society ofBiomechanics. Prof. A. Rachev is a member ofthe World Council of Biomechanics, EuropeanMechanics Society, Scientific Council of theInternational Center of Biocybernetics,Warsaw, Poland, Biomedical EngineeringSociety and Assoc. Prof. S. Stoychev andAssoc. Prof. M. Kirilova are members of theEuropean Mechanics Society, InternationalSociety of Cardiovascular Medicine andScience, International Society of MathematicalModels in Medicine. Prof. N. Antonova is thePresident of the European Society for ClinicalHemorheology and Microcirculation for theperiod 2009-2013.

Физикохимична механика Physico-Chmical Mechanics49

ÔÈçÈÊîÕÈÌÈ×ÍÀÌåÕÀÍÈÊÀ

Направлението Физикохимична механика(ФХМ) на ИМех с ръководител проф. дтнРумяна Коцилкова е създадено през 2010 г.след вливане на бившата Централна лабора -то рия по физико-химична механика-БАН(ЦЛФХМ) към Института по механика.Звеното ФХМ запази дейността си нанацио нален център за изследвания помеханика и технология на неметалните кон -струкционни композити и нанокомпозити. Взвеното се разработват две тематичнинаправ ления. Едната тема разработва иизследва нови полимерни наноматериали инанокомпозити за структурни и функцио -

DepARtMent of phYSICo-CheMICAL MeChAnICS

The Department of Physico-ChemicalMechanics is found in 2010, when the CentralLaboratory of Physico-Chemical Mechanics-BAS (CLPCM) has merged with the Instituteof Mechanics. The Department is a leadingcentre for research and developments focusedon mechanics and technology of non-metallicconstruction composite materials, andnanocomposites. Two thematic fields are devel-oped herewith. First is related to design andcharacterization of novel nanomaterials andpolymer nanocomposites, based on thermo-plastic and thermosetting resins incorporatingnanofillers, applied as structural and functional

Staff photo (from left to right): (first raw) - R. Krastev, V. Tsvetkov, G. Kotsev, V. Stoyanov, (second raw) - E. Simeonova, M. Natova, T. Radeva, R. Kotsilkova, E. Ivanov, M. Mironova, V. Naidenov,

(third raw) - I. Borovanska, R. Evlogiev, S. Djumalijski, V. Angelov, Ch. Rusev, I. Rostovski, Yu. Tsekov

http://www.imbm.bas.bg/index.php/en_US/physico-chemical-mechanics

http://www.imbm.bas.bg/index.php/bg_BG/physico-chemical-mechanics


нал ни приложения; темореактивни и термо -пластични полимери с наноразмернивключ вания; полимерни пени и рецикли -рани пластмаси. Втората тема разработва иизучава силикатни конструкционни компо -зити, като усилени с фибри високоякостнибетони, самоуплътняващи се бетони свключени промишлени отпадъци и другистроителни материали. Прилагат се новитеметоди за изследване в материалознанието,които дефинират връзката между техноло -гия, реология, структура и механика намате риалите, изучавани на макро-, микро- инано-размерно ниво. Направлението ФХМ следва и развиватрадициите на Централната лаборатория пофизико-химична механика, която е основанапрез 1972 г. като звено на Българскатаакадемия на науките за изследвания иразвитие в областта на материалознанието,насочено към създаване и оценяване нанеметални конструкционни композити,полимерни и силикатни материали.Директори на ЦЛФХМ през 38 годишнияпериод на дейност са били: чл.- кор. проф.Йордан Симеонов (1972 - 1991 г.) - основа -тел; доц. д-р Янаки Янакиев (1992 - 1994 г.);акад. дтн Ячко Иванов (1994 - 1995 г.); проф.дтн Георги Захариев (1995 - 2007 г.); доц.д-р Николай Баровски (2007 - 2010 г.). През различни периоди на съществуване наЦЛФХМ в нея са израствали един академик,един член-кореспондент, 20 хабилитираниучени - доценти и професори, от които 20доктори и 8 доктори на науките, между по -следните и 1 чуждестранен учен. В ЦЛФХМса работили и други изявени учени, допри -нес ли за развитието на физико-химичнатамеханика, като проф. дтн Никола Джабаров,проф. дтн Юлия Христова, проф. д-р ГеоргиБожинов, проф. дхн Валерий Чешков, доц.дтн Константин Ямболиев и др. ЦЛФХМ беше организатор на Междуна род -ната конференция по "Механика и техноло -гия на композитните материали", провеж да -

materials; polymer foams and recycled plastics.Second topic develops and investigates build-ing construction composites, e.g. fibre rein-forced high-strength concrete, self-compactingconcrete incorporating industrial waste andother building materials. Novel methods ofinvestigation in material sciences are applied,based on relations between technology, rheolo-gy, structure and mechanics of materials, stud-ied at macro-, micro-, and nanoscale.The Department of Physico-ChemicalMechanics follows the research traditions ofthe Central Laboratory of Physico-ChemicalMechanics, founded in 1972 as unit of theBulgarian Academy of Sciences for researchand developments in the field of material sci-ences, oriented towards creation and evaluationof non-metallic construction composites basedon polymers and concretes. Directors of CLPCM, during the 38 years his-tory were: Corr.- Mem. Prof. Jordan Simeonov(1972 - 1991) - founder; Assoc. Prof. Dr.Yanaki Yanakiev (1992 - 1994); Acad. DScYachko Ivanov (1994 - 1995); Prof. DScGeorgi Zachariev (1995 - 2007); Assoc. Prof.Dr. Nikolay Barovsky (2007 - 2010). Other eminent scientists who have worked andgrown in experience at CLPCM were as well:Prof. DSc Nikola Djabarov, Prof. DSc YuliyaHristova, Prof. Dr. Georgi Bozhinov, Prof. DScValeriy Cheshkov, Assoc. Prof. KonstantinYamboliev, etc. In CLPCM their carrier havedeveloped one Academician, one Corr.-Member, 20 Professors and Assoc Prof., about8 D.Sc. and 20 PhDs.CLPCM activities include organization of theInternational Conference on Mechanics andTechnology of Composite Materials, having 12editions and Proceedings from 1976 to 2009 г.Thе conference has been the most representa-tive scientific forum in Bulgaria in the area ofnon-metallic composites for engineering appli-cations. Since 1976, triennial "NationalWorkshop on Rheology" dedicated to youngscientists was organized, where invited speak-


на в 12 издания от 1976 до 2009 г., с изда де -ни сборници с доклади. Тази конференциябе най-представителния научен форум вБългария в областта на неметалните компо -зи ти за инженерни приложения. От 1976 г., на всеки три години ЦЛФХМ,организираше "Национална младежка шко -ла по реология", на която лектори са билисветовно известни наши и чуждестранниучени, имащи важна роля за обучението вобластта на реологията.Следвайки основните насоки в изследва ния -та на неметалните конструкционни ком -пози ти, ЦЛФХМ издаваше поредицата"Физико-химична механика", в която серазглеждаха научни и научно-приложниразработки в областта на механиката итехнологиите за производство на неметалникомпозитни материали на силикатна иполимерна основа. От 1972 до 2000 г. тя има26 издания, в които са представяни най-новите резултати в материалознанието. В периода 1994 - 2007 г. в рамките на Меж -ду народния строителен панаир "Архитек -тура, строителство, обзавеждане" учени отЦЛФХМ организираха 25 издания наМеждународна научно-техническа конфе -рен ция "Строителната наука в съвременнатапрактика", където се дискутираха актуалнитеми, свързани с ефективността и формите

ers were many world-renowned scientists in thefield, who had a significant impact on educa-tion in the field of rheology. The Series "Physico-Chemical Mechanics"edited by the CLPCM was the only journalpublishing scientific and applied works in thearea of mechanics and technology of non-metalcomposite materials based on silicate and poly-mer matrices. From 1972 to 2000 more than 26issues were published in which the newestresults in material science were reported,achieved in collaboration with lots ofresearchers. In the period 1994 - 2007 in the framework ofthe International Building Fair "Architecture,Building, Furniture" performed twice a year inSofia, 25 editions of the International scientificconference "Materials science in nowadaysbuilding practice" were organized. This becamea traditional and highly sought scientific forumdiscussing topics, related to the effectivenessand efficiency of interaction between scienceand practice, and significant problems of con-struction of composite materials. During the period from 1972 to 2010 the scien-tists of the Department have published morethan 600 scientific studies including severalbooks and monographs, as follows: PolymerComposite Materials - Interface Phenomena &Processes (Eds. Ya. Ivanov, V. Cheshkov, M.


на взаимодействие на науката с практиката,и значими проблеми на строителнотоматериалознание. От 1972 до 2010 г. учените от звеното саизда ли у нас и в авторитетни международнииздания общо над 600 научни труда, междукоито няколко монографии и студии.Принос към науката са монографиите:Polymer Composite Materials - InterfacePhenomena & Processes (Eds. Yachko Ivanov,Valerii Cheshkov, Margarita Natova), KluwerAcademic Publishers, 2001; Thermoset Nano-composites for Engineering Applications (Ed.Rumiana Kotsilkova), Rapra Smiths, 2007;Полимербетон (ред. Й. Симеонов, Ю.Христова), БАН, 1980; Структурообразова -ние и реология неорганических дисперсныхсистем и материалов (ред. Н. Б. Урьев, Я.Иванов), БАН,1981 и др. От 1982 г. до 2010 г. ЦЛФХМ беше постоян -но седалище на Специализирания наученсъвет по "Строителни материали и изделия"към ВАК. ЦЛФХМ активно участваше и впроцеса на привеждане на български норма -тивни документи и стандарти в областта накомпозитните материали в съответствие сЕвропейската нормативна база.От 2010 г. ЦЛФХМ функционира катонаправление "Физикохимична механика" къмИнститута по Механика, с ръководител проф.

Natova), Kluwer Academic Publishers, 2001;Thermoset Nanocomposites for EngineeringApplications (Ed. By R. Kotsilkova), RapraSmiths, 2007; Polymer-concrete (Eds. J.Simeonov, J. Hristova), BAS, 1980; StructureFormation and Rheology of Inorganic DisperseSystems and Materials (Eds. N.B. Uriev, Ya.Ivanov), BAS, 1981. Since 1982 till 2010 CLPCM was the hostinstitution of the Specialized Scientific Councilon "Building Materials and Elements" of theSupreme Attestation Commission. CLPCMparticipated actively in the process of introduc-ing Bulgarian regulations and standards in thefield of composite materials in conformity withthe European regulations and standards.

In 2010 г. CLPCM joined the Institute ofMechanics, founding a new Department ofPhysico-Chemical Mechanics, headed by Prof.DSc. Rumiana Kotsilkova. The staff consists of20 scientists and specialists including 1Professor, 9 Associated Professors, 4 AssistantProfessors, 3 engineers and 3 technicians. Theresearch of the Department is oriented towards2 thematic topics, as follows: Project 1. Polymer based micro-and nanocom-posites - coordinated by Assoc. Prof. Dr.Margarita Natova. The research team includes 13 scientists and 2


дтн Румяна Коцилкова. В него работят 20учени и специалисти, от които 1 профе сор, 9доценти, 4 асистенти, 3 инженери и 3 тех -ници. Изследователската дейност на звенотое структурирана в 2 тематични области: Тема 1. Микро- и нано-композити наполимерна основа, с ръководител доц. д-рМаргарита Натова. Изследователският колектив по тематавключва 13 учени и 2 асоциирани учени,които разработват нови материали чрез дис -пергиране на наночастици и микроразмернипълнители в термореактивни и термоплас -тич ни полимери. С цел характеризиране ипрогнозиране поведението на композитнитематериали и нанокомпозитите се изучаватповърхностните и междуфазовите взаимо -дей ствия в материалите чрез изследване нареология, структура, термични свойства,микро- и нано-механика. Тема 2. Смесени силикатни системи с оп ти -мизирани структурно-механични свой ст ва,с ръководител доц. д-р Валерий Найденов. Изследователският колектив включва 5учени и 5 асоциирани учени, занимаващи сеекспериментални изследвания и моделиранена структурни, якостно-деформационни итехнологични свойства на конструкционнисиликатни системи, самовъзстановяващи секомпозити, приложение на отпадъчни про -дукти в състава на силикатни композити иоптимизиране режима на изпитвателнимашини. Направлението "Физикохимична механика"е структурирано в две самостоятелниЛабора тории, ОЛЕМ и ЛИМ, оборудвани зависокотехнологични и/или стандартизираниизпитвания на материали, както и няколкоспециализирани изследователски лаборато -рии, а именно:l Отворена лаборатория по експери мен тал -

на механика на микро- и нано-материали(ОЛЕМ) - http://www.imbm.bas.bg/index.php/bg_BG/olem, с ръководителпроф. дтн Румяна Коцилкова.

associated scientists. They develop new materi-als based on nano- and microsized fillers dis-persed in thermoplastic and thermosettingpolymers. Surface and interphase interactionsare studied by means of rheological examina-tions, structural, thermal and mechanical inves-tigations aiming at predicting of the compositesbehavior. Project 2. Mixed silicate systems with opti-mized structural-mechanical properties - coor-dinated by Assoc. Prof. Dr. Valerii Naidenov. The research team includes 5 scientists and 5associated scientists who examine the strength-deformation and technological properties ofstructural silicate systems, structural self-heal-ing of silicate composites, waste application insilicate composites and testing machne regimeoptimizing. The Department is structured in two separateunits, the Open Laboratory OLEM and theLaboratory LIM, which are well equipped forhigh tech and/or standard testing of materials,as well as it includes several SpecializedLaboratories, as follows:l Open Laboratory on Experimental

Mechanics of Micro- and Nanomaterials(OLEM) - under the leadership of Prof. DSc.Rumiana Kotsilkova. h t tp : / /www.imbm.bas .bg/ index.php/en_US/olem

It is established in 2009 within a ResearchInfrastructure Project, supported by theBulgarian Science Fund. The Open Laboratoryoperates at national and international level forcharacterization and fine analysis of nanomate-rials for research and industrial needs. OLEMis equipped with advanced techniques formechanical testing of micro- and nanostruc-tured materials, rheological investigations andnanostructure examination. The research groupincludes 5 scientists and a few PhD students. l Laboratory for Testing of Materials (LIM):The Laboratory for testing of materials is des-ignated to work with external contractors,mainly small and medium enterprises (SME),


ОЛЕМ е създадена през 2009 г. в рамките напроект за научна инфраструктура, финанси -ран от Фонд "Научни изследвания". ОЛЕМизвършва научни и индустриални изслед -вания на национално ниво, като основната ймисия е участие в Европейски и националнипроекти. ОЛЕМ е оборудвана с уникалнаапаратура за изследване механиката наматериали на нано-, микро- и макро-размер -но ниво, реологични изследвания и изслед -ва ния на нано-структурата. Съставът наизследователското звено включва 5 учени иняколко докторанти. l Лаборатория за изпитване на материали

(ЛИМ)Това е звено за работа с външни възложи те -ли. Дейността на лабораторията включвабогат брой изпитвания по стандартизирании лабораторни методи, изготвяне на докладии експертни становища. l Специализирани лабораторииОще 7 изследователски лаборатории допри -на сят за точното и пълно охарактеризиранена създаваните неметални конструкционником позитни материали: Химическа лабора то -рия, Лаборатория Реология, Преработване напо лимери, Термични изпитвания, Оптич намикроскопия, Лаборатория за механични из -пит вания и дълготрайност на материа лите,Ла боратория за изготвяне и изпитване на си -ли катни и полимерни конструкционникомпозити. Лабораториите в направление ФХМ саоборуд вани със съвременна апаратура иприла гат методики за квазистатични идинамични механични изпитвания, експери -мен тална микро- и нано-механика, реоло -гия, термичен анализ, диференциално-сканираща калориметрия, порьозиметрия,високо-температурни изпитвания, химичнианализи, преработване на полимери и др. Учените от звеното са известни и високоценени специалисти в областта на подготов -ка та на кадри и експертна дейност. Взвеното се обучават докторанти в област

on testing of materials. The activity of the lab-oratory includes wide range of testing, accord-ing to standartized and laboratory methods,preparing of reports and expert statements. l Specialized Laboratories: In addition, 7 specialized research laboratoriescontribute to the exact and complete evaluationof the developed composite materials andnanocomposites, these are: Chemical laborato-ry, Rheology, Polymer Processing, ThermalAnalysis, Optical Microscopy, MechanicalTesting and Durability/Aging Performance ofMaterials, and Laboratory for Fabrication andTesting of Silicate and Polymer ConstructionComposites. The Laboratories of the Department areequipped with advanced testing devices anddifferent testing methods are applied, such as:quasi-static and dynamic mechanical testing,experimental micro- and nano-mechanics, rhe-ology, thermo-gravimetric analysis, differentialscanning calorimeter, porousimeter, high-tem-perature analysis, chemical analysis, and poly-mer processing.The scientists of the Department PCM areworld known and qualified specialists, havingresearch, training and expert activities. TheDepartment is authorized to train PhD studentsin the field of Materials and Material Scienceson two specialties: "Technology of compositematerials", and "Building materials, elementsand technology for their production". Scientistsfrom PCM deliver lectures at several universi-ties, e.g. University of Architecture, CivilEngineering and Geodesy-Sofia, NewBulgarian University-Sofia, EuropeanPolytechnic University - Pernik, and at interna-tional forums for training of young scientists.They participate actively in expert, scientificand technical councils, editorial boards, com-missions, committees, etc., on national andinternational level. The Department PCM has widespread interna-tional relations with academic institutes anduniversities in Italy, France, Germany, Austria,


"Материали и Материалознание" по двеспециалности: "Технология на композит ни -те материали" и "Строителни материали,изделия и технология за производствотоим". Специалистите от ФХМ изнасят лек -ции и водят упражнения във висши учебнизаведения (Университет по Архитектура,Строителство и Геодезия - София, НовБългарски Университет - София, Европей -ски Политехнически Университет -Перник),както и на международни форуми за обуче -ние на млади учени. Те участват активно вработата на експертни, научни и техническисъвети, редколегии, комисии, комитети и др.на национално и международно ниво. Направление ФХМ подържа широко между -на родно сътрудничество с академичниинсти тути и университети от Италия, Фран -ция, Германия, Австрия, Испания, Русия,Беларус и др. Отворената ЛабораторияОЛЕМ участва активно в Европейскотонаучно пространство, като партньор в 5Европейски проекта по 6РП и 7 РП и 3проекта по програма COST. Научната тематика на ФХМ е ориентиранакъм основните приоритети на СтратегияЕвропа 2020, включваща "Нанотехнологиии нови материали" и "Екология и опазванена околната среда". Следвайки основнитеприоритетни области на изследване, уче -ните участват в разработването на Европей -ски и национални научно-изследователскипроекти. В рамките на проекти, финанси -рани от Фонд "Научни изследвания" наМOМН, програмите по Структурнитефондове, учените от НСЗ "Физикохимичнамеханика" поддържат добри контакти сдруги научни институти, университети ииндустриални компании у нас.


Проф. дтн Р. Коцилкова е получила наградиот Фондация "Alexander von Humboldt",Германия, като двугодишна AvH научна

Spain, Russia, Belarus, and others. The OpenLaboratory OLEM participated actively in theEuropean Research Area as a partner in 5European projects supported by FP6 and FP7and 3 COST Actions.The scientific developments of the Departmentare oriented towards the EC strategy of Europe'2020, and match well with the priorities"Nanotechnology and Novel Materials","Ecology and Environmental Protection", etc.Following the priority research areas, the scien-tists from PCH currently participate in researchprojects funded by European and national pro-grams. Within the projects supported by theNational Science Fund of Bulgaria, and thePrograms on Structural Funds, the researchersof the Department PCM have strong relationswith other research institutes, universities andindustrial companies at national level.

AwARDS

Prof. D.Sc. Rumiana Kotsilkova: Аwards from"Alexander von Humboldt" Foundation,Germany: Research fellowship AvH grant(1988-1990) at the University of Karlsruhe,Germany; and two donations of research equip-ments received in 1991 and 2005; 6-monthJSPS grant for research at the ToyotaTechnological Institute, Nagoya, Japan, 1997. Assoc. Prof. Dr. Valerij Najdenov is a memberof the American Institute of Concrete. Assoc. Prof. Dr. Margarita Natov: First Awardfor 1999 of the Ministry of Education andResearch for the achievements of а project;First Award for 2002 of the Scientific Union ofBulgaria for a book edited abroad - "PolymerComposite Materials: Interface Phenomena &Processes" (Eds. Y. Ivanov, V.Cheshkov, M.Natova), Kluwer Academic Publishers,Dordrecht/Boston/London, 2001. She is amember of Editorial Board of the CentralEuropean Journal of Engineering, since 2010. Assoc. Prof. Dr. Georgi Kotsev and Assoc.Prof. Dr. Strashimir Djumalijski participate in


стипендия (1988-1990) в Университет Карл -сруе, Германия и дарения на две изследо -вателски апаратури през 1991 и 2005 г. През1997 г. тя получава научна стипендия отЯпонската фондация JSPS за 6-месечнаизслeдователска дейност в Технологичнияинститут Тойота, Нагоя, Япония. Доц. д-р Валерий Найденов е член наАмериканския институт по бетона. Доц. д-р Маргарита Натова: Първа наградана МОН за 1999 г. - за постигнати същест -вени резултати при разработка на проект;Първа награда на Съюза на учените вБългария за 2002 г. за монография, издаденав чужбина - "Polymer Composite Materials -Interface Phenomena & Processes", KluwerAcademic Publishers, Dordrecht/Boston/London, 2001. Член е на редакцион натаколегия на Central European Journal ofEngineering - от декември 2010 г. Доц. д-р Георги Коцев и доц. д-рСтрашимир Джумалийски са участници вколектив, спечелил: Златен медал наПловдивския панаир - 1986 г., както инаградата "Изобретение на месеца" - 1986 г.от Българското Патентно Ведомство - заполучаване на гранулиран газообразувателза полимери "Неопор".

the team awarded Golden Medal of the PlovdivFair in 1986, and the award "Inventor of themonth" in 1986 from the Bulgarian PatentAuthority for the invention - Obtaining of gran-ulate gas-former for polymers "Neopor".

Математическо моделиране и числени симулации в механиката

Mathematical Modeling and Numerical Simulations in Mechanics

57

ÌÀÒåÌÀÒÈ×åÑÊîÌîäåëÈðÀÍå È ×ÈÑëåÍÈÑÈÌÓëÀÖÈÈ â ÌåÕÀÍÈÊÀÒÀ

Направление "Математическо моделиране ичислени симулации в механиката" на ИМех,с ръководител проф. дфн Д. Данчев, е съз да -дено през 2011 г. В него влизат колективитена Лабораторията по статисти ческа механи -ка и термодинамика (с ръково дител проф.дфн Й. Бранков от създаването й през 1983 г.до 2007 г., а след това с ръководител проф.дфн Д. Данчев) и секция "Сложни и много -фазни течения" (създадена през 2000 г.) сръководител проф. дн (тогава ст.н.с.) Ст.Стефанов, които бяха част от съществу -

DepARtMent of MAtheMAtICAL MoDeLIngAnD nuMeRICAL SIMuLAtIonS In MeChAnICS

The Department "Mathematical Modeling andNumerical Simulations in Mechanics" ofIMech is created in 2011 with head Prof. D.Danchev. The newly created department isformed on the basis of the Laboratory ofStatistical Mechanics and Thermodynamics(with head Prof. Jordan Brankov since its cre-ation in 1983 until 2007, and then with headProf. D. Danchev (2007-2010) and the formersection of IMech "Complex and Multi-PhaseFlows" (created in 2000) with head Prof. St.Stefanov. Both sections were part of the former

Staff photo: (from left to right) first raw - Nina Pesheva, Galin Valchev, Naveen Kulakarni; second raw -ManuelVargas, Stefan Stefanov, Slavcho Slavchev, Stanimir Iliev; third raw- Dobri Dankov, Vladimir Russinov, Daniel

Danchev; fourth raw - Nadezhda Banzarova, Petyr Gospodinov, Jordan Brankov, Kiril Shterev.

http://www.imbm.bas.bg/index.php/en_US/mathematical-modeling-and-numerical-simulations

http://www.imbm.bas.bg/index.php/bg_BG/mathematical-modeling-and-numerical-simulations



58

ващото преди това направление "Механикана флуидите". Към новосъздаде ното направ -ление се присъединяват също доц. дн Ст.Илиев от бившата Лаборатория по физико-химична механика и ръково дителят набившата секция "Механика на флуидите"(от 1990 г. до 2010 г.) доц. д-р С. Славчев,който е асоцииран член на ИМех.В направление "Математическо моделиранеи числени симулации в механиката" сеизвършват математическо моделиране ичислени симулации на мулти-мащабнипроцеси и явления в микро- и нано-флуиднисистеми, както и на явления, взаимо дей -ствия и процеси в нехомогенни статистико-механични системи. Една от целите нанаучните изследвания е получаването нанови теоретични резултати за флуктуа цион -ните взаимодействия, включително за ефек -та и силите на Казимир, за термодинамич -ното поведение на ниско-размерни флуиднисистеми (проф. Д. Данчев, докт. ГалинВълчев). Отчитането на такъв тип взаимо -дей ствия и характеристики е важно заработата на микро- и нано-машините, занано-технологиите, което е причина запопулярността на този тип изследванияпонастоящем и в близко бъдеще. В звенотопродължава изследването на неравновеснипроцеси и явления в прости статистико-меха нични моделни системи, като моделина транспортен поток и модели с важнобиохимично приложение, като синтез напро теини, a също и явления, базирани насамоорганизирана критичност: лавини,земе тръси и други подобни явления (проф.Й. Бранков, доц. д-р Н. Пешева, д-р Н.Бънзарова). Друг основен акцент на изследванията взвеното е теоретичен анализ и математи че -ско моделиране на процеси и явления вразредени газови течения, възникващи вгазови микро-електро-механични системи(МЕМС) (проф. Ст. Стефанов, Вл. Русинов,д-р Д. Данков, д-р К. Щерев и докторанти Н.

division of IMech "Fluid Mechanics". AlsoAssoc Prof. St. Iliev (from the Laboratory ofPhysico-Chemical Mechanics) and Assoc. Prof.S. Slavchev (who is now assoc. member ofIMech and head of the former section "FluidMechanics) joined the new department.In the department "Mathematical Modeling andNumerical Simulations in Mechanics" mathe-matical modeling and numerical simulations isperformed of multi-scale phenomena andprocesses in micro- and nano-fluid systems aswell as of phenomena, interactions andprocesses in non-homogeneous statisticalmechanics model systems. One of the goals ofour research is obtaining of new theoreticalresults on the fluctuation interactions, includ-ing Casimir effect and Casimir forces, on ther-modynamic behavior of low-dimensional (1Dand 2D) fluid systems (Prof. D. Danchev, G.Valchev). Accounting for these effects is veryimportant for the proper work and functioningof micro- and nano-machines, and for the nano-technologies. This explains the high interest inthis type of investigations currently and in thenear future. The investigations of non-equilibri-um phenomena and processes is continued insimple model statistical mechanical systems astraffic flow models (TASEP- TotallyAsymmetric Simple Exclusion Processes)which also have very important bio-chemicalapplication as models of protein synthesis, alsoof phenomena displaying self-organized criti-cality: as avalanches, earthquakes etc. (Prof. J.Brankov, Assoc. Prof. N. Pesheva, Assist. N.Banzarova).Another basic accent of our research is the the-oretical analysis and mathematical modeling ofprocesses and phenomena in gas flows, appear-ing in gas micro-electro-mechanical systems(MEMS) (Prof. St. Stefanov, Assist. Vl.Rusinov, D-r D. Dankov, Assist. K. Shterev andPhD students: N. Kulakarni (India), M. Vargas(Spain)). Numerical algorithms and specificrealizations of Monte Carlo methods are devel-oped for study of such flows. Axisymmetric



59

Кулакарни (Индия) и М. Варгас (Испания).Разработени са числени алгоритми и специ -фич ни реализации на Монте Карло методиза изследване на такива течения. На осно -вата на уравненията на Навие-Стокс-Фуриеза свиваем вискозен газ числено са изслед -вани течения с осева симетрия (доц. д-р П.Господинов, Вл. Русинов).В дейността на звеното се предвижда дапродължи моделирането на процеси намокре не и разпространение на течностивърху химически или геометрично хетеро -ген ни повърхности, моделиране на между -фа зови повърхности - свойства и взаимодей -ствие на микро- и нано-обекти с тях (доц.Ст. Илиев, доц. Н. Пешева). Продължава иизследването на конвекцията на магнитнитечности в постоянни и осцилационнимагнит ни полета (доц. С. Славчев и докт.Галин Вълчев). През следващите години настоящото напра -вле ние ще се разшири с изследване намулти-мащабни явления в газови течения ина границите на теченията с твърди и течнисреди (проф. Ст. Стефанов и сътрудници). Всветовен мащаб това е една нова, интензив -но развиваща се област на микро-флуиди -ката, която има много и разнообразнипотенциални приложения.

ÌåæäÓÍÀðîäÍî

ÑúÒðÓäÍÈ×åÑÒâî

Изследванията в направление "Математи -ческо моделиране и числени симулации вмеха никата" се извършват с активно участиена известни учени от различни краища насвета, които са и съавтори в много от публи -ка циите на звеното. Колективът на звенотоима над 200 съвместни публикации (в товачисло и 5 книги) със следните учени от стра -ната и чужбина: проф. Н. Тончев и проф. Х.Ша мати - Институт по физика на твърдототяло - БАН, проф. Дж. Рудник, проф. Р. Зиа,проф. Дж. Алан, проф. И. Шнидман - САЩ,

flows of viscous compressible gas are studiednumerically on the basis of the Navier-Stokes-Fourrier equations (Assoc. Prof. P.Gospodinov, Assist. Vl. Russinov).The modeling of wetting and spreading behav-ior of liquids on heterogeneous and geometri-cally rough substrates, modeling of interfaces:properties and interactions of micro- and nano-objects with them will be a subject of intensivestudies too (Assoc. Prof. St. Iliev, Assoc. Prof.N. Pesheva). The investigation of convection in magneticfluids in the presence of constant and oscillat-ing magnetic fields also continues (Assoc. Prof.S. Slavchev, G. Valchev).In the following years the research in this fieldwill be expanded by studies of multi-scale phe-nomena in gas flows and of phenomena appear-ing on the borders of flows with solid and otherfluid phases (Prof. St. Stefanov and co-work-ers). Currently in the world scientific literaturethis is a new, intensively studied and fast devel-oping area of micro-fluidics which has manydiverse applications.

InteRnAtIonAL CoopeRAtIon

The studies performed by the staff of depart-ment "Mathematical Modeling and NumericalSimulations in Mechanics" are carried on inactive collaboration with well-known scientistsfrom many different countries, who are also co-authors in many of the publications. The staffof MMNSM has over 200 joint publications (inthat number also 5 books) with: Prof. N.Tonchev and Prof. Shamati from the Institute ofSolid State Physics- BAS, Prof. J. Rudnick,Prof. R. Zia, Prof. J. Alan and Prof. Y.Shnidman- USA, Prof. S. Dietrich and Prof. H.-W. Diehl - Germany, Prof. J. De Coninck andD-r M. Henenberg,- Belgium, Prof. St. Collin,Prof. G. Oshanin and Prof. V. Nikolayev-France, Prof. Cercingnani and Prof. A.Gambassi - Italy, Prof. D. Emmerson and D-r



60

проф. З. Дитрих и проф. Н.-В. Дийл - Герма -ния, проф. Дж. Де Коник и д-р М. Хененберг- Белгия, проф. Ст. Колин, проф. Г. Ошанини проф. В. Николаев - Франция, проф. К.Черчиняни и проф. А. Гамбаси - Италия,проф. Д. Емерсон и д-р Р. Барбер - Англия,проф. Д. Волугеоргис - Гърция, проф. М.Напиорковски - Полша и др.Проф. Й. Бранков понастоящем работи вИнститута за Ядрени Изследвания и ЯдренаЕнергетика, г. Дубна, Русия, където е ръко -во дител на Сектор 13 на Лабораторията потео ретична физика на името на акад. Н.Боголюбов.

ÏðåÏîäÀâÀÒåëÑÊÀ äåéÍîÑÒ

Сътрудници на звеното са чели лекции настуденти и докторанти в чуждестранниуниверситети, както следва: - проф. Д. Данчев - лекции за студенти в

Университета на Калифорния, ЛосАнджелис, САЩ, 2000, 2004 - 2012 г.

- проф. Й. Бранков - лекции за студенти вКатолическия Университет на Льовен,Белгия, 1995 г; лекции за студенти отМосковския Физико-Технически Универ -си тет, в Университетския Център наОИЯИЕ- Дубна, 2007-2012 г.

R. Barber- UK, Prof. D. Volugeorgis - Greece,Prof. M. Napiorkovsky - Poland etc.Prof. Jordan G. Brankov is currently workingin the Joint Institute of Nuclear Research,Dubna, Russian Federation, where he is Headof sector #13 of Bogoliubov' Laboratory ofTheoretical Physics.

teAChIng ACtIVItY

Scientists from the department have taught lec-tures to students and PhD students in foreignuniversities as follows:- Prof. D. Danchev- lectures to students in the

UCLA- Los Angelis, California, USA, 2000,2004 - 2012 г.

- Prof. J. Brankov - lectures to students inCatholic University of Leeven, Belgium,1995, He has also lectured to students fromMoscow Physico-Technical University inthe in the University Center of JINR-Dubna,2007-2012.

- Assoc. Prof. S. Slavchev - lectured to PhDstudents at the Technical Universiy ofBerlin, Germany, 2003.



61

- ст.н.с. С. Славчев - лекции за докторантив Техническия Университет - Берлин,Германия, 2003 г.

ÍÀãðÀäÈ È ÑÒÈÏåÍäÈÈ

Членове на колектива са спечелилипрестижна чуждестранна стипендия и саудостоени с национални научни награди: - проф. Д. Данчев - Хумболдтова стипен -

дия 1992 - 1993, 2003, 2004; Първа награ -да на СУБ за високи научни постижения -2009 г.;

- проф. Й. Бранков - Първа награда на СУБза високи научни постижения - 2007 г.

- доц. С. Славчев - Първа награда на СУБза високи научни постижения - 2004 г.

AwARDS AnD feLLowShIpS

Members of the Department have beenrenowned by prestigious fellowships or havebeen distinguished by national scientificawards: - Prof. D. Danchev - was a Humboldt Fellow

1992 - 1993, 2003, 2004; He also won theFirst Prize of the Union of Scientists inBulgaria for high scientific achievements in2009 ;

- Prof. J. Brankov - won the First Prize of theUnion of Scientists in Bulgaria for high sci-entific achievements in - 2007 г.

- Assoc. Prof. S. Slavchev - also won the FirstPrize of the Union of Scientists in Bulgariafor high scientific achievements in 2004.



62

Ôàêñèìèëå îò Óêàçà çà íàãðàæäàâàíå íàÈíñòèòóòà ïî ìåõàíèêà ïðåç 1987 ã. ñîðäåí "Êèðèë è Ìåòîäèé"- Ïúðâà ñòåïåí,çà ïðèíîñà íà èíñòèòóòà çà ðàçâèòèåòî íàìåõàíèêàòà â Áúëãàðèÿ è îáó÷åíèåòî íàñïåöèàëèñòè.

Ôàêñèìèëå îò ïî÷åòíàòà ãðàìîòà"Èíîâàòèâíà íàó÷íîèçñëåäîâàòåëñêàîðãàíèçàöèÿ íà ãîäèíàòà", ñïå÷åëåíà îòÈíñòèòóòà ïî ìåõàíèêà ïðåç 2009 ã. îòó÷àñòèåòî ìó â êîíêóðñà íàÔîíäàöèÿòà çà ïðèëîæíè èçñëåäâàíèÿ èêîìóíèêàöèè.

Facsimile of the honorary diploma "Innovative Scientific-Research Organization of the Year" won in 2009 by theInstitute of Mechanics in the National Contest ofInnovative Enterprise, organized by the AppliedResearch and Communications Fund.

Facsimile of the decree for the Order of "Saints Cyril and Methodius" - FirstDegree, awarded to the Institute ofMechanics in 1987 for its contribution to thedevelopment of mechanics in Bulgaria andthe training of specialists.



63

Áåëåæêè�/Notes



64

Èíñòèòóòúò ïî Ìåõàíèêà èçêàçâà áëàãîäàðíîñò íà ôèðìà “Òåìïîðà” ÅÎÎÄçà ïðîÿâåíèòå îòçèâ÷èâîñò, ïðîôåñèîíàëèçúì è ñïîìîùåñòâóâàòåëñòâî ïðè

èçäàâàíåòî íà òàçè êíèãà.

Áåëåæêè�/Notes

Documents

Institute of Mechanics - BAS · 35 ãîäèíè Èíñòèòóò ïî ìåõàíèêà 1977-2012 è 50 ãîäèíè îðãàíèçèðàíè èçñëåäâàíèÿ ïî ìåõàíèêà