Математическое моделирование динамических процессов в деформируемых и реагирующих средах с использованием многопроцессорных вычислительных систем. 0065-2019-0005

Создание физико-математических моделей деформируемых и реагирующих сред, высокоточных численных методов, эффективных параллельных алгоритмов для высокопроизводительных вычислительных систем современной архитектуры, программных комплексов для численного исследования динамического поведения деформируемых сред при различных условиях их нагружения, нестационарных процессов в реагирующих газовых и конденсированных средах с учетом многофазности, процессов тепло-массопереноса, формирования и распространения ударных и детонационных волн. Изучение фундаментальных механизмов, обуславливающих возникновение и развитие турбулентных процессов. Будут рассмотрены следующие модели деформируемых сред: линейно-упругая, вязкоупругая, повреждаемая упруго-пластическая среда. Для численного исследования поведения рассматриваемых сред в 2D и 3D случаях предлагается разработать и использовать класс сеточно-характеристических методов высокого порядка точности, обладающих свойством монотонности. Модели реагирующих сред будут включать как традиционные многокомпонентные газовые смеси с учетом как редуцированных, так и детальных кинетических механизмов химических реакций, так и многофазные конденсированные реагирующие среды (пороха, пористые ВВ, угольная пыль и т.п.). Будут разработаны модели и вычислительные методы для моделирования многомерного внутрибаллистического процесса, с учетом различных способов инициирования горения зарядов. Будут проведены исследования воздушных ударных волн и их гашения в горных выработках угольных шахт. Исследования, связанные с проблемой турбулентности, будут касаться следующих фундаментальных вопросов: нелинейная устойчивость канонических течений, возникновения и время жизни вихревой трубки и кольцевого вихря, структура взаимодействия турбулентных напряжений с осредненным потоком, бифуркация ламинарного течения в турбулентное. Планируется разработка системы 2D и 3D визуализации результатов расчётов.