Исследование фундаментальных закономерностей гидродинамических, тепломассообменных и кинетических процессов в реагирующих гетерогенных системах на основе сопряжённых моделей с учётом турбулентного течения, комбинированного теплопереноса, химических реакций и разработка прикладных проблемно-ориентированных программных комплексов

Настоящий отчет обобщает и систематизирует данные, полученные в результате исследований по теме "Исследование фундаментальных закономерностей гидродинамических, тепломассообменных и кинетических процессов в реагирующих гетерогенных системах на основе сопряженных моделей с учетом турбулентного течения, комбинированного теплопереноса, химических реакций и разработка прикладных проблемно-ориентированных программных комплексов" за 2021 г. Проведены исследования закономерностей распространения диффузионного пламени по поверхности полимерного горючего материала с детальным учетом радиационного переноса и химической кинетики газофазного пламени и пиролиза материала. Проведены исследования горения полимерных композитных материалов. Проведены расчеты параметров распространения диффузионного пламени по поверхности цилиндрических образцов полимерного горючего материала. Проведено численное моделирование гидродинамических и тепловых процессов при движении газового потока и нефтяного флюида в скважине на основе математической модели сопряженного теплообмена и разработанной методики расчета. Представлены результаты численных исследований течений в соплах нетривиальной геометрии – кососрезанных и с перекрытием критического сечения, и микросоплах с гомогенной конденсацией. Для течений в микросоплах показано, что при моделировании течения необходим учет конденсации газа, т.к. это вызывает существенное изменение термодинамических параметров потока, в первую очередь температуры из-за тепловыделения при конденсации. Проведены расчеты параметров сверхзвуковых турбулентных течений в соплах на основе прямого численного моделирования. Разработана методика расчета внутрибаллистических характеристик рабочих процессов в энергетических установках на твердом топливе для нестационарных режимов работы твердотопливного генератора и геометрических параметров соплового блока и заряда твердого топлива, использующая параллельные вычисления для моделирования течения газа в тракте твёрдотопливного ракетного двигателя. Экспериментально обнаружено и исследовано возбуждение поверхностного потока воды в каналах капиллярными колебаниями конечной амплитуды, создаваемыми осцилляторами, подведенными к поверхности воды напротив полости четвертьволновых резонаторов, установленных в каналах.