Экспериментально-теоретические фундаментальные исследования высокотемпературных гетерогенных процессов различной природы методами структурной макрокинетики

Структурная макрокинетика является комплексным научным направлением, которое исследует сложные физико-химические процессы с одновременным учетом динамики фазовых и структурных превращений (кристаллической структуры, микроструктуры и др.), процессов тепло- и массопереноса на микроскопическом уровне и кинетики химических реакций. Задачей на 2017-2019 годы является получение новых экспериментальных результатов и создание на их основе обобщенной теории автоволновых и саморазвивающихся процессов различной природы. Целью исследований является разработка эффективных методов контроля и управления данными процессами для применения их в разнообразных областях науки, техники и производства. Предметом исследования будут процессы безгазового, фильтрационного и газопламенного горения, горение растворов, реакционные волны в многослойных наносистемах, тепловые волны катализа, взрывной кристаллизации, тепловой взрыв в различных средах и другие. Полученные новые знания и технологические приемы будут использованы для создания новых функциональных и конструкционных материалов. Выявление кинетических и газодинамических закономерностей распространения углеводородных пламён на примере метана через прямоугольные отверстия с целью выявления оптимальной геометрии огнепреградителя и разработка алгоритма моделирования полученных результатов на основе анализа уравнений Навье-Стокса для сжимаемой реагирующей среды в приближении малого числа Маха. Выявление закономерностей горения смесей водорода с воздухом в присутствии платиновой проволоки и фольги при атмосферном давлении, в том числе исследование нестационарного горения методами 3D и 4D оптической спектроскопии. Исследование численными и экспериментальными методами перестройки неустойчивого плоского фильтрационного фронта в ячеистые и неоднородные режимы горения в условиях изменения теплопотерь. Разработка математической модели для исследования СВС процессов с учетом формирования и движения расплава, сепарационных процессов металла, керамики и газа (модель трехскоростная).