Исследования, математическое моделирование и оптимизация теплофизических, термогидрогазодинамических и рабочих процессов в элементах, узлах и системах двигателей и энергетических установок

Предложены методы и средства, алгоритмы и процессы структурно-параметрического синтеза и оптимизации на основе многоуровневого имитационного моделирования двигателей и энергоустановок, их элементов и систем управления на различных стадиях и этапах ЖЦ (при проектировании, испытаниях и доводке, в эксплуатации) с использованием разработанной метаСАПР САМСТО и систем имитационного моделирвания (СИМ). Доработаны, протестированы и применены на практике математические модели и методы для численного расчета по ним нестационарных и сопряженных гидромеханических процессов в системах тепловых двигателей. Корректными образом подобраны и на основе модульного подхода реализованы модели движения рабочих газов и жидкостей с произвольными уравнениями состояния на ряде типовых элементов гидро- и пневмомеханических систем. Построена математическая модель процесса теплопроводности для многослойного полимерного композиционного материала при различных углах армирования однонаправленных слоев, из которых состоит композиционный материал. Предложена методика проектирования струйно-кавитационного регулятора расхода гидросистемы летательного аппарата (ЛА) для заданного давления питания и расхода стабилизации с требуемыми характеристиками. Получены: свидетельство о регистрации программы ЭВМ и базы данных ResView № 2016619872 от 31.08.2016, свидетельство о регистрации программы ЭВМ и базы данных «Модель термодинамических свойств компонентов рабочих тел тепловых двигателей thermo» № 2016618227 от 25.07.2016, патент на изобретение «Струйно-кавитационный делитель потока жидкости» № 2580912 от 10.04.2016. Разработанное учебное пособие «Решение прикладных задач теплообмена и гидрогазодинамики в пакете Ansys» соответствует программам дисциплин теплотехнического цикла ФГОС ВО (3+) и предназначено для студентов вузов, обучающихся по профилям подготовки «Тепловые электрические станции» и «Авиационная и ракетно-космическая теплотехника». Математическое описание теплонапряженного состояния однонаправленного слоя КМ позволяет понять характер влияния направления вектора теплового потока относительно оси армирования и коэффициента армирования на теплонапряженное состояние однонаправленного слоя КМ. Разработанная методика расчета параметров струйного стабилизатора расхода предоставляет возможность аналитического (не численного) расчета эффекта кавитационной стабилизации расхода в струйных элементах гидросистемы ЛА. Методика проектирования струйно-кавитационного регулятора расхода гидросистемы летательного аппарата позволила спроектировать стабилизатор расхода под требуемые параметры. Полученные результаты внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВО «УГАТУ» в рамках дипломного проектирования, НИР аспирантов и молодых ученых.