Имитационное моделирование конвективных структур в трехмерных течениях жидкометаллических теплоносителей

Объект исследования - гидродинамические явления и процессы теплообмена в условиях свободной и смешанной конвекции жидкостей с малыми числами Прандтля в областях разной геометрической формы и при различных условиях подогрева. Цель исследования - проведение верификационных расчетов ламинарных и турбулентных режимов свободно- и смешанно-конвективных течений при малых числах Прандтля для модельных постановок задач, получение новых знаний фундаментального характера об особенностях процессов теплопереноса в таких жидкостях в условиях турбулентных режимов смешанно-конвективных течений. Выполнено численное моделирование свободной и смешанной конвекции при характерных для течений жидких металлов малых числах Прандтля для упрощенных геометрических конфигураций в условиях имеющихся экспериментальных данных и результатов прямого численного моделирования (DNS). Выполнено систематическое тестирование и верификация методов, реализованных в развиваемой неструктурированной версии программного комплекса SINF, на задачах ламинарной и турбулентной свободной конвекции жидкостей с малыми числами Прандтля в областях разной геометрии. Получены результаты численного моделирования на основе вихреразрешающих подходов турбулентной свободной и смешанной конвекции жидкостей с малыми числами Прандтля для областей разной геометрии и при различных условиях подогрева. Описаны постановки всех задач, вошедших в верификационную базу, а также представлены результаты их численного решения и сопоставление с эталонными экспериментальными и/или расчетными данными. Представлены также оригинальные результаты расчетов, выполненных на основе вихреразрешающих подходов.