Разработка методов численного моделирования инженерных задач механики разреженного газа

Основной практической целью данного проекта является разработка и практическая реализация на суперЭВМ передовых методов численного моделирования течений разреженного газа, с акцентом на инженерные приложения. Исследования будут вестись по следующим направлениям:(i) работа над моделями и численными методам расчета течений многоатомных газов на основе численного решения кинетического уравнения с приближенным оператором столкновений; (ii) использование данных моделей для моделирования аэродинамики и теплообмена существующих и перспективных российских космических аппаратов для высоты полета от 90 км и выше (iii) перекрестная верификация и сравнение результатов моделирования на основе кинетического уравнения и метода прямого численного моделирования (ПСМ) с основным акцентом на тонкие детали течения (iv) модификация ПСМ кода для расчетов на многопроцессорных компьютерах и проведение расчетов разлета газа при импульсном испарении в вакуум для околоконтинуальных режимов.(v) апробирование в задачах конвекции и теплопередачи экономичного варианта метода прямого статистического моделирования (ПСМ), позволяющего вести расчеты слабовозмущенных стационарных и нестационарных течений разреженного газаРешение задач проекта будет основано на оригинальных результатах и подходах авторов. В качестве основы работы над проектом будут использованы имеющиеся в коллективе пакеты численного решения кинетических уравнений Несветай-3Д и Unified Flow Solver (UFS), а также пакет SMILE на основе метода ПСМ. Для ускорения вычислений будут разработаны версии программного комплекса для суперЭВМ гибридного типа. Корректность работы полученного ПО будет подтверждена сравнениями с имеющимися в литературе данными и перекрестными расчетами членов коллектива на основе разных кодов и методов с акцентом на тонкие детали течения. Участники коллектива продолжительное время сотрудничают с ведущими организациями космической отрасли, что позволяет им быть в курсе актуальных проблем.Полученные в ходе работы над проектом научные результаты и разработанные модификации пакетов программ могут использоваться в работе РКК "Энергия" им. С.П. Королева, ГКНЦП им М.В. Хруничева, а также других академических и промышленный организаций; для моделирования нестационарных и стационарных течений газов в вакуумных установках и микросоплах, моделировании обтекания космических аппаратов и тд. В ходе работы планируется международная кооперация с университетами Тренто (Италия) и Стретклайда (Глазго, Шотландия); результаты будут опубликованы в ведущих отечественных и зарубежных журналах.