Механизмы интенсификации теплообмена в разномасштабных отрывных вынужденно - и естественноконвективных течениях. Физическое и численное моделирование

Представленный Проект направлен на комплексное расчётно-экспериментальное исследование интенсификации теплопереноса в ламинарных и турбулентных потоках при вынужденной и свободной конвекции. Данная проблема представляется актуальной для совершенствования огромного числа энергетических установок и устройств новой техники и технологий, например, при охлаждении высокотемпературного энергооборудования и микроэлектроники, при создании теплообменных аппаратов различного назначения, транспортных средств и новых движителей, теплообменного оборудования для химических технологий, а также для многих других целей. Это направление науки интенсивно развивается во всем мире в течение последнего века, являясь чрезвычайно востребованным в прикладном отношении, и входит в перечень приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, критических технологий и направления Н2 из Стратегии научно-технологического развития РФ. В рамках Проекта планируется решение пяти крупных задач, охватывающих широкий спектр применения отрывных течений и способов интенсификации теплообмена, а именно: 1. Изучение физического механизма интенсификации теплообмена с помощью пассивного воздействия двумерных преград за областью внезапного расширения канала. Изучение локальных и интегральных характеристик тепломассопереноса. 2. Развитие современных численных методов многомасштабных турбулентных отрывных потоков. Изучение эффектов интерференции и гидродинамического резонанса в каналах с системой чередующихся преград. 3. Экспериментальное исследование интенсификации теплообменных процессов и тонкой турбулентной структуры течения в каналах с перекрёстным расположением рёбер на противоположных стенках. 4. Интенсификация теплообмена в газокапельных потоках. Будет проведено численное исследование турбулентного теплопереноса с учетом динамического и теплового межфазного взаимодействия в осредненном и флуктуационном движении в каналах для газокапельных течений при обтекании препятствий различной формы (обратный уступ, уступ, расположенный навстречу набегающему двухфазному течению и ребро, установленное на стенке канала). 5. Механизм свободно – конвективного течения и управления характеристиками теплопереноса в слоях жидкости при наличии продольного градиента давления и 2 и 3-Д интенсификаторов теплообмена на поверхности канала при различной ориентации в поле силы тяготения.