Исследование фундаментальных закономерностей тепломассопереноса, газовой динамики, химических и фазовых превращений в гетерогенных средах на основе сопряженных математических моделей и проблемно-ориентированных вычислительных комплексов.

Настоящий отчет обобщает и систематизирует данные, полученные в результате выполнения исследований по теме "Исследование фундаментальных закономерностей тепломассопереноса, газовой динамики, химических и фазовых превращений в гетерогенных средах на основе сопряженных математических моделей и проблемно-ориентированных вычислительных комплексов" за 2022 г. Получены количественные характеристики и параметрические закономерности тепломассопереноса, газовой динамики, химических и фазовых превращений в гетерогенных средах на базе численных исследований, основанных на разработке собственных математических моделей, вычислительных алгоритмов и методов их программной реализации. Базовой концепцией разработки математических моделей является рассмотрение отмеченных выше физических процессов в сопряженной постановке, учитывающей их взаимодействие. Получено решение следующих задач: характеристики диффузионного горения полимерных материалов на основе детализации и уточнения отдельных физико-химических процессов в газовой и конденсированной фазах; по результатам численных исследований установлены параметры горения пластины стеклопластика в газовой смеси с различным содержанием кислорода без добавки и с добавкой антипиренов (фосфоросодержащих и графена) при распространении пламени по его поверхности; получена тепловая структура турбулентного диффузионного пламени на поверхности твердого горючего материла по распределениям мгновенных значений температуры и разработан алгоритм решения сопряженной задачи распространения пламени по поверхности горючего материала, основанный на совместных расчетах параметров ламинарного пламени у поверхности и турбулентного горения в факеле пламени; определены параметры сверхзвукового течения инертного газа (криптона) в микросоплах, определяющие параметры лазерно-плазменного источника экстремального ультрафиолетового излучения и установлены критические параметры конденсации потока; на основе прямого численного моделирования и применении численных схем высокого порядка аппроксимации получены поля распределения пульсационных характеристик потоков газа при протекании сквозь конические сопла, на основе дискретного преобразования Фурье получены спектры частот, на которых происходит колебание компонент тензора напряжений Лайтхилла отвечающих за сдвиговый и собственный шум; по результатам численных исследований гидродинамических и тепловых параметров внутрикамерных течений в твердотопливных энергетических установках установлены характеристики рабочего процесса и определены оптимальные условия получения максимальных расходных (тяговых) характеристик ракетного двигателя. По аналогии с устройствами, возбуждающими поверхностный поток жидкости в каналах с источниками и резонаторами капиллярных колебаний и волн, разработано устройство микроволнового СВЧ излучателя, содержащего магнетрон в качестве генератора СВЧ электромагнитных колебаний