Сфера научных интересов В. Ш. Шагапова включает следующие направления:
Наиболее важные результаты, полученные В. Ш. Шагаповым:
- Развита теория нелинейных и детонационных волн в неоднородных пузырьковых жидкостях. Установлено, что за счет двухфазных и нелинейных эффектов, возможно инициирование детонации в жидкости с горючей газовой смесью в пузырьках, при гораздо меньших амплитудах первоначального волнового импульса, чем это имеет место в одномерных процессах. В пузырьковых шнурах, находящихся в неограниченном объеме жидкости, могут устойчиво распространяться детонационные солитоны в случае, если радиус шнура превышает некоторое критическое значение, зависящее от параметров пузырьковой смеси (размера, объемной концентрации пузырьков, состава горючей смеси). Из-за действия капиллярных сил на межфазной поверхности, в большинстве случаев, состояние порожидкостной пузырьковой системы неустойчиво и в этой связи, область применения формулы Ландау для равновесной скорости весьма ограничена.
- Разработаны теоретические основы дистанционного и локального способов акустического зондирования прискважинных зон открытых участков газовых и нефтяных скважин. Этот способ позволяет оперативно анализировать состояние коллекторов в призабойных зонах по отраженным сигналам, а так же по эволюции акустических сигналов на проницаемых участках скважин. Кроме того, предложенный метод опрессовки со введением газа, позволяет, по темпу релаксации давления, определить проницаемость призабойной зоны.
- Построена теория разрушения и образования газогидратов в пористых средах. Установлено, что в отличии от плавления обычных твердых тел, когда фазовые переходы происходят на фронтальных границах, разложение газогидратов могут происходить в объемных зонах. Обобщена теория Стефана для задач с фазовыми переходами в пористых средах. На основе анализа решение задачи о тепловом ударе, показано, что нагрев пористой среды может приводить к сильному повышению давления, порядка тысячи атмосфер. Причем, высвобождение энергии при таком ударе может сопровождаться выбросом огромной массы газа. Развита теория инжекции теплоносителей в пористые среды, применительно к проблеме доставки тепла из геотермальных резервуаров, а так же извлечению углеводородных систем из битумных залежей. Предложенная схема «газового подшипника» позволила объяснить явление «сверхтекучести», наблюдаемое в экспериментах по фильтрации газонасыщеной жидкости.
- Развита теория гидравлики двухфазных потоков, сопровождающихся образованием склеротических бляшек на стенках каналов для процессов в трубчатых печах используемых в нефтепереработке, при добыче нефти и газа в осложненных горно-климатических условиях и транспортировке газа по трубопроводам. На основе этой теории показано, что даже, только за счет определенной технологической культуры эксплуатации гидравлических систем, можно исключить образование твердой фазы на стенках каналов.
- Созданы теоретические основы для ряда химико-технологических процессов, таких как обжиг известняка в коксовой печи, сушка ленточного каучука, получение хлорорганических продуктов в трубчатых или барботажных реакторах. Эти методы расчета служат базой при определении оптимальных режимов функционирования реакторов с точки зрения экономии топлива, глубины превращений.
- Изучено распространение и накопление атмосферных выбросов, представляющих аэрозольные системы и смеси тяжелых газов, температуры которых значительно отличаются от температуры окружающей атмосферы. Установлено, что не только наблюдаемая конфигурация, образовавшихся при выбросах облаков, но и свойства их плавучести определяются фазовыми переходами, содержащегося в составе выбросов водяного пара.
Ученики - кандидаты наук:
1988
Вахитова Наиля Канзафаровна. Численное исследование нестационарных и волновых процессов в жидкостях с пузырьками газа и пара.
1994
Хлесткина Нина Михайловна. Акустика каналов с пористыми и проницаемыми стенками.
1995
Сыртланов Виль Ромэнович (Тюмень). Некоторые особенности фильтрации многофазных систем в пористых средах при наличии фазовых переходов.
1996
Мусакаев Наиль Габсалямович (Тюмень). Математическое моделирование работы скважины в осложненных условиях.
1997
Галиакбарова Эмилия Вильевна (Уфа). Некоторые автомодельные задачи фильтрации при разложении газогидратов в пористых средах.
Гимранова Гузель Асгатовна (Уфа). Эволюция волн на проницаемых участках каналов, окруженных пористой средой.
1999
Гималтдинов Ильяс Кадирович. Динамика волн в жидкостях и газах при наличии двухфазных зон.
Насырова Ляля Ахметовна. Некоторые автомодельные задачи фильтрации в пористых средах с фазовыми переходами.
2000
Егоров Борис Александрович. Газожидкостные потоки в трубчатых каналах с физико-химическими превращениями.
Костомаров Юрий Валерьевич. Некоторые автомодельные задачи фильтрации с физико-химическими превращениями.
2002
Булатова Зульфия Абдрахмановна. Теория акустического зондирования прискважинных областей проницаемых горных пород.
Галиаскарова Гузель Рафкатовна. Динамика накопления и распространения выбросов отрицательной плавучести вдоль земной поверхности.
Гудкова Ольга Сергеевна. Динамика струйных двухфазных потоков, сопровождаемых фазовыми превращениями, в атмосфере.
2003
Ильясов Урал Рафкатович. Фильтрационные течения с фазовыми переходами при наличии интенсивных тепловых потоков.
2004
Мухаметшин Салават Мидхатович. Распространение тяжелых атмосферных выбросов с учетом ландшафта местности.
Галимзянов Марат Назипович. Динамика двумерных волн в пузырьковой жидкости.
Гильмуллин Марат Заянович. Численное исследование распространения тяжелых газовых выбросов методом крупных частиц.
2005
Ахмадуллин Фаниль Фанзилевич. Динамика детонационных волн в неоднородной пузырьковой жидкости.
Буркин Максим Васильевич. Многофазная модель процесса обжига известняка в коксовой печи.
Дмитриев Владислав Леонидович. Распространение линейных волн в насыщенных пористых средах с учетом межфазного теплообмена.
Уразов Руслан Рубикович. Динамика накопления и диссоциации газогидратных отложений в действующих газопроводах.
2006
Баязитова Алина Разифовна (Стерлитамак). Осесимметрические волны в пузырьковой жидкости.
2007
Каримов Альберт Фларисович (Бирск). Динамика газовых выбросов с учетом тепломассопереноса.
Лепихин Сергей Анатольевич (Бирск). Волновые течения пузырьковой жидкости в каналах переменного сечения.
Султанов Айдар Шакурович (Уфа). К акустической теории взаимодействия ударной волны с пористой средой.
Хамидуллин Ильдар Раифович (Бирск). Динамика парогазокапельного облака с фазовыми превращениями.
Хасанов Марат Камилович (Стерлитамак). Особенность образования и разложения газогидрата в пористой среде при инжекции газа.
Хузина Фанира Рифовна (Бирск). Об истечении вскипающей жидкости из трубчатого канала и емкости конечного объема.
Щеглов Андрей Владимирович (Стерлитамак). Динамика акустических волн в каналах перфорированными стенками.
Ученики - доктора наук:
Хлесткина Нина Михайловна
Гималтдинов Ильяс Кадирович
Баянов Ильмир Масуилович