Разработка и тестирование математического и алгоритмического обеспечения прототипа системы имитационного моделирования короткоцикловых адсорбционных процессов

В настоящее время широкое распространение получили короткоцикловые адсорбционные процессы. Основными областями применения являются: получение водорода, разделение воздуха с целью получения кислорода и азота, извлечение вредных газовых примесей в системах жизнеобеспечения, и т.д. Начиная с 60-х годов 20 столетия, и по сегодняшний день наблюдается постоянный мировой рост в области научных исследований, разработки и внедрения короткоцикловых адсорбционных процессов. По оценкам на 2010 год в Российской Федерации насчитывалось 700 предприятий, использующие технологию короткоцикловых адсорбционных процессов для организации своей деятельности. Это приводит к тому, что постоянно появляются новые схемотехнические решения организации короткоцикловых адсорбционных процессов, которые требуют значительных затрат: временных и финансовых ресурсов, - на этапах исследований и разработки, в следствии того, что на сегодняшний день основным этапом остается физическое моделирование, которое подразумевает создание дорогостоящих прототипов и образцов. Единственным выходом является использование систем имитационного компьютерного моделирования, что позволяет значительно сократить сроки исследований и разработки.Анализ рынка средств имитационного моделирования химико-технологических процессов показал, что специализированных средств для имитационного моделирования короткоцикловых адсорбционных процессов российского производства не существует, а на мировом рынке существует два программных решения: gPROMS ModelBuilder, aspenONE, которые отличаются высокой стоимостью, и являются финансово не доступными для большинства российских предприятий в условиях развивающейся экономики.Настоящая работа направлена на разработку методологии создания системы имитационного моделирования короткоцикловых адсорбционных процессов, разработку математического, алгоритмического, программного и ее информационного обеспечения.В ходе выполнения работы необходимо разработать: структуру программного комплекса; математические модели, позволяющие адекватно описывать короткоцикловых адсорбционные процессы; высокоэффективные алгоритмы расчета и оптимизации; программное обеспечение, учитывающие современные достижения в области информационных технологий. Это позволит получить высокоэффективный инструмент численного имитационного исследования, применение которого позволяет значительно сократить временные и финансовые затраты на предприятиях, занимающихся исследованием, разработкой, проектированием, производством установок, использующих технологию адсорбции, и повысить конкурентоспособность российских предприятий на зарубежных рынках.