Разработка методов физического, математического и имитационного компьютерного моделирования аэрогидрогазодинамических и тепловых процессов в многофазных средах при до-, сверх- и гиперзвуковом обтекании тел

Объектом исследований являются многокомпонентные гидрогазодинамические струйные течения, аэродинамика и тепломассообмен при старте и движении гиперзвуковых летательных аппаратов и подводных аппаратов. Цель работы - математическое моделирование нестационарных многокомпонентных струйных течений, гидрогазодинамических процессов обтекания тел с учетом многокомпонентности и многофазности внешних воздействий. В ходе выполнения работы получены следующие научные результаты: - Проведены исследования по влиянию армирующих элементов каркасов углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) на изменение распределения шероховатости по обгарной поверхности летательных аппаратов. Разработан метод учета влияния малых отклонений элементов армирования от номинальных направлений на распределение эквивалентной песочно-зернистой шероховатости. - Разработан метод и технология расчета аэродинамических характеристик гиперзвуковых летательных аппаратов. Создан комплекс программ 3D моделирования кинетики термохимического разложения теплозащитных покрытий из композиционных материалов при расчетах тепловых режимов и параметров вдува продуктов разложения, расчета поправок к аэродинамическим характеристикам гиперзвуковых летательных аппаратов. - Создана технология имитационного моделирования давления при кавитационном обтекании ракеты. Проведена валидация и верификация программного комплекса численного моделирования трехмерных многофазных течений и расчета динамики числовых двойников. Полученные результаты являются новыми, обеспечивают более высокую точность и меньшие затраты времени при расчетах. Практическая значимость результатов исследований по проекту подтверждается их использованием в 2021 – 2023 гг. и планированием к использованию в 2024 – 2030 гг. стратегическим партнером Южно-Уральского федерального научного центра минералогии и геоэкологии Уральского отделения Российской академии наук – акционерным обществом «Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева» при проектировании и испытаниях летательных аппаратов, движущихся в разных средах.