Фундаментальные исследования процессов горения и детонации в перспективных технологиях энергетики и двигателестроения

Цели проекта Прогресс в области теплофизики, химической физики, механики многофазных и реагирующих сред на основе получения принципиально новых фундаментальных знаний о сложных взаимосвязанных физических и химических процессах, определяющих процессы горения и детонации в разнообразных условиях. Выполнение комплексных междисциплинарных фундаментальных исследований процессов горения и детонации в широком спектре научных направлений, получение результатов мирового уровня и создание научных основ для дальнейших прикладных исследований и разработок, направленных на решение актуальных практических задач, связанных с укреплением технологического суверенитета России в области энергомашиностроения и двигателестроения, а также с обеспечением технологической и экологической безопасности, реализацию приоритетов, определенных Стратегией научно-технологического развития Российской Федерации. Получение прорывных научных результатов по следующим направлениям фундаментальных исследований: - изучение процессов тепломассопереноса, структуры течений, устойчивости режимов в многофазных реагирующих системах, методов управления горением и детонацией, в том числе на основе нейросетевых моделей; - развитие современных методов экспериментального исследования высокотемпературных реагирующих потоков применительно к условиям в перспективных камерах сгорания энергоустановок и реактивных двигателей; - разработка кинетических механизмов, верифицированных математических моделей для численного моделирования процессов горения и детонации в сложных системах на основе современных вихреразрешающих подходов, суперкомпьютерных вычислений. Формирование научного задела для создания передовых технологий производства энергии и двигателестроения. Задачи проекта Исследование физико-химических процессов в многофазных многокомпонентных средах при горении различных видов топлива, формирование научных основ создания перспективных двигателей и высокоэффективных экологически безопасных технологий производства энергии: - исследование горения водородсодержащих смесей с метаном, аммиаком, устойчивости и структуры пламени в каналах и струях, выработка способов и подходов для управления режимами в перспективных камерах сгорания на гибридных топливах; - исследование кинетики окисления биотоплив, экологичного авиационного топлива, влияния промотирующих, ингибирующих, углерод-нейтральных энергетических добавок, оксигенатов на горение традиционных и альтернативных топлив применительно к задаче повышения показателей работы энергосиловых установок, создание баз кинетических данных; - исследование химической и тепловой структуры пламени суррогатного керосина для моделирования горения авиационного топлива; - разработка нейросетевой модели управления экологическими и энергетическими показателями факельного горения углеводородов; - исследование новых композиционных топлив на основе промышленных отходов с добавками компонентов растительного происхождения для использования в разрабатываемых технологиях производства энергии с низким уровнем загрязнения окружающей среды. Исследование методов управления режимами детонационного горения в сложных условиях, формирование научных основ создания принципиально новых типов реактивных двигателей и обеспечения пожаро-, взрывобезопасности технологий добычи и использования топлива: - исследование условий существования непрерывной детонации в кольцевых камерах сгорания и характеристик детонации во вращающемся потоке, в том числе для случая безуглеродного топлива (аммиак, водород) и углеводородного топлива с активными и инертными добавками; - расчетные и экспериментальные исследования новых способов организации и управления параметрами детонационных процессов, воздействия ударных или детонационных волн на преграды, деформируемые поверхности и струи металлов применительно к созданию основ перспективных технологий динамического воздействия на тела, движущиеся со сверхзвуковыми скоростями, импульсно-детонационной штамповки корпусных деталей и получения микродисперсных порошков металлов; - исследование процессов, приводящих к аварийным ситуациям, в условиях промышленных технологий производства энергии, добычи, хранения и транспортировки горючих и взрывоопасных веществ (в т.ч. содержащих аммиак, водород, метан, угольную взвесь, продукты пиролиза органических материалов).