Разработка информационно-вычислительных моделей сложных динамических систем и процессов в ближнем космосе

Цель: разработка и использование новых информационно-математических моделей сложных динамических процессов в физических средах. Проведены настройка и оптимизация пакета программ для вычислительного моделирования тепловых режимов функциональных узлов и модулей энергопреобразующего комплекса космического аппарата, разработанных с применением плат из низкотемпературной керамики. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными показало хорошее соответствие, позволяющее оценивать значения температур источников тепла и их мощности при осушении фитиля, прогнозировать влияние характеристик пористой структуры на работу платы для оптимизации конструкции. Построены математическая модель магнитосферы Земли на основе решения уравнения Грэда - Шафранова, модель ионосферных электрических полей и токов, обусловленных токами из магнитосферы. Модифицирована математическая модель нестационарного сверхзвукового обтекания пространственного тела вязким теплопроводным газом. Уравнения Навье - Стокса записаны с субстанциональной производной для постановки задачи в гильбертовых пространствах искомых функций. Предложены новые краевые условия на границе расчетной области, и исследовано их влияние. Численные методы реализованы с учетом опыта разработки технологической цепочки алгоритмов для решения двухмерных задач Навье - Стокса. Создан комплекс алгоритмов для решения трехмерных нестационарных уравнений Навье - Стокса вязкого теплопроводного газа с выполнением законов сохранения массы и полной энергии на основе конформного метода конечных элементов. Изучены особенности поглощения слабого резонансного излучения в расширяющихся средах, имеющих градиенты скоростей. Такие ситуации возникают в астрофизике, в лабораторных условиях при исследовании рентгеновских и ультрафиолетовых лазеров и получении ультрахолодной лазерной плазмы. Произведен расчет спектральных характеристик поглощения внешнего резонансного лазерного излучения (оптическая толщина, форма и ширина спектральной линии) в расширяющейся ультрахолодной плазме в отсутствие насыщения поглощения.