22.08.2019 11:53
Новости.
Просмотров всего: 6115; сегодня: 1.

Математики АлтГУ упростили работу в области жидкостных технологий

Математики АлтГУ упростили работу в области жидкостных технологий

Ученые опорного Алтайского государственного университета и Института вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук завершили первый этап работы над уникальным проектом по исследованию процессов тепломассообмена и динамики явлений в многофазных системах.

В последние десятилетия данное направление исследований переживает настоящий бум в связи с важностью его практического применения в различных областях космических технологий, энергетики и промышленности. В частности, процессы тепломассообмена происходят во многих технических системах, использующих в своей работе жидкие или газообразные среды, а их изучение необходимо для развития наукоемких технологий с применением испарителей и конденсаторов, технологических способов охлаждения и термостабилизации микроэлектронного оборудования.

Реализацию проекта, поддержанного грантами РФФИ и РНФ, возглавила д.ф.-м.н., профессор кафедры дифференциальных уравнений АлтГУ Ольга Николаевна Гончарова. Полученный результат научных изысканий изложен в статьях «Моделирование трехмерных термокапиллярных течений с испарением на границе раздела на основе решений специального вида уравнений конвекции» и «Термокапиллярная конвекция с фазовым переходом в трехмерном канале в слабом гравитационном поле», опубликованных в высокорейтинговых журналах Applied Mathematical Modelling («Прикладное математическое моделирование») и Microgravity Science and Technology («Микрогравитационная наука и технологии»).

Благодаря созданию в Институте теплофизики СО РАН уникальной установки, оснащенной целым рядом новейших современных устройств, ученым удалость выполнить большую программу экспериментальных исследований динамики испаряющегося горизонтального слоя жидкости. Потребность в теоретическом изучении конвективных течений жидкостей и спутных потоков газа в условиях испарения или конденсации на границе раздела вызвана необходимостью разработки концепций новых экспериментов и прогнозирования их исходов.

«Одним из принципиальных вопросов математического моделирования конвекции жидкостей в рамках классических или новых математических моделей является построение точных решений определяющих уравнений, - поясняет Ольга Николаевна Гончарова. – В своей работе, основываясь на трехмерных точных решениях уравнений Навье–Стокса в приближении Обербека–Буссинеска, мы провели аналитическое и численное исследование двухслойных течений с испарением и конденсацией на границе раздела. Трехмерные решения – это довольно редкий и сложный для построения пример. Этим они и ценны! С их помощью нам удалось быстро и эффективно исследовать влияние на характеристики возникающих режимов течений таких факторов, как теплофизические свойства рабочих сред, тип тепловой нагрузки на границах области течения, геометрия системы. Решения, которые удалось нам построить, стали трехмерным обобщением решения Остроумова–Бириха и имеют групповую природу. Решения групповой природы гарантируют сохранение свойств симметрии, заложенных при выводе основных уравнений и обеспечивающих, тем самым, физическое правдоподобие и физическую (экспериментальную) реализацию таких решений».

В опубликованных работах, по словам руководителя проекта, была проведена классификация режимов трехмерных течений в рабочих системах «жидкость-газ» типа «этанол-азот», «HFE7100-азот» с различными соотношениями толщин жидкого и парогазового слоя в условиях пониженной и нормальной гравитации.

По результатам исследований ученые АлтГУ и Института вычислительного моделирования СО РАН создали основу для оптимизации и совершенствования прикладных разработок в области жидкостных технологий, включая жидкостное охлаждение, системы термостабилизации микроэлектронного оборудования, жидкослойные системы регистрации информации, получение высококачественных кристаллов без структурных дефектов и т.д.


Ньюсмейкер: Алтайский государственный университет — 3389 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Деньги маслом не испортишь
27.12.2024 17:50 Аналитика
Деньги маслом не испортишь
Люди по-разному относятся к деньгам. Для одних это лишь средство к существованию, для других — вопрос личного статуса, для третьих — путь к роскошной жизни. Едва ли не половина мировой литературы посвящена этическим, практическим и символическим аспектам финансового...
Среди крестьян я чувствовала себя настоящим человеком
27.12.2024 12:59 Персоны
Среди крестьян я чувствовала себя настоящим человеком
Невероятная судьба царской сестры Великой княгини Ольги Александровны Романовой (1882–1960). В сказках Золушки становятся принцессами, а в реальной жизни бывает так, что настоящая принцесса становится Золушкой: сама стирает, стряпает обед и копает грядки. Такая метаморфоза произошла с Ольгой...
Самарский купец, промышленник, благотворитель Антон Шихобалов
27.12.2024 10:10 Персоны
Самарский купец, промышленник, благотворитель Антон Шихобалов
Шихобалов Антон Николаевич (1827–1908) – видный самарский благотворитель, купец первой гильдии, коммерции советник, пожертвовал около 1,5 млн руб. Шихобалов происходил из крестьянской семьи, из села Наченалы Ардатовского уезда (сейчас территория Мордовии). Его отец занимался земледелием и...
Как Василий Маргелов с двумя автоматчиками и броневиком город взял
27.12.2024 09:03 Аналитика
Как Василий Маргелов с двумя автоматчиками и броневиком город взял
27 декабря 1908 года в городе Екатеринославе (современный Днепр) родился Василий Филиппович Маргелов – будущий советский военачальник, генерал армии, Герой Советского Союза. В историю он вошел как один из самых результативных командующих Воздушно-десантными войсками, который превратил их в элиту...
«Будь Здоров» оценили проекты студентов ГУУ
27.12.2024 06:29 Мероприятия
«Будь Здоров» оценили проекты студентов ГУУ
В декабре в бизнес-центре Государственного университета управления прошел Демо-день акселерационной программы «Технологии здоровой жизни 2.0», в рамках которого участники представили свои проекты, в числе которых – мобильные устройства для мониторинга здоровья, портативные биоанализаторы и другие...