Исследование фундаментальных закономерностей сопряжённого тепломассопереноса, газовой динамики, химической кинетики и фазовых превращений в гетерогенных средах на основе разрабатываемых математических моделей, вычислительных алгоритмов и проблемно-ориентированных вычислительных комплексов

Проводится разработка математических моделей, вычислительных алгоритмов и их программная реализация на основе собственных расчетных кодов и модификаций открытых интегрируемых платформ – OpenFOAM/FireFOAM, FDS (Fire Dynamics Simulator), Cantera. Базовой концепцией проводимых исследований является решение задач в сопряженной постановке, учитывающей взаимодействие основных составляющих рассматриваемых процессов – тепломассопереноса, гидрогазодинамики, химических реакций, фазовых переходов в гетерогенных средах. Проводится установление количественных характеристик и параметрических закономерностей следующих процессов. Диффузионное горение полимерных материалов и распространение пламени по их поверхности на основе детального рассмотрения взаимодействия процессов конденсированной и газовой фазах и турбулентного переноса в факеле пламени. Внутренняя баллистика твердотопливных двигателей и газогенераторов с учетом конструкционных особенностей камеры сгорания, характеристик продуктов горения твердого топлива и параметров пространственных турбулентных течений сжимаемого вязкого газа по тракту двигателя. Истечение в вакуум сверхзвуковой струи двухфазного потока продуктов сгорания твердотопливного газогенератора, содержащего конденсированную дисперсную фазу, расчет внешнебаллистических характеристик течения, параметров формирования облака твердоаэрозольной взвеси, определение ее оптических свойств и коэффициентов поглощения и рассеяния интенсивности излучения. Расчет мгновенных, пульсационных и осредненных параметров трансзвуковых течений вязкого газа, определение спектральных и акустических характеристик. Сверхзвуковые потоки инертных газов (аргон, криптон, ксенон, двуокись углерода) в микросоплах при истечении в вакуум с учетом гомогенной конденсации и их использование в качестве газоструйных мишеней для разработки экстремальных ультрафиолетовых лазеров. Расчет гидродинамических и теплообменных характеристик жидкостных многослойных пластинчатых теплообменников сложной геометрической конфигурации и определение оптимальных режимов их функционирования. Расчет гидродинамических и теплообменных характеристик газовых и жидкостных (дизельных, бензиновых) теплогенераторов прямого и непрямого нагрева, определение параметров радиационного, конвективного и молекулярного теплообмена с обогреваемым помещением и установление оптимальных режимов работы. Разработка проблемно-ориентированных программных комплексов для решения задач внутренней и внешней баллистики для проведения расчетно-конструкторских работ в области специальной техники. В целом, рассматриваемые проблемы решаются на основе сопряженной постановки, позволяющей свести к минимуму использование критериальных эмпирических соотношений, достоверность применения которых существенно ограничена условиями их получения. Проводится техническая реализация источника микроволнового излучения направленного действия и разработка СВЧ электротехнических устройств, основанных на физическом принципе возбуждения электромагнитных волн, распространяющихся в полости волновода с открытыми торцами полости с групповой скоростью с ускорением и образования ускоряющегося потока микроволновой энергии. разрабатываются рекомендации по технической реализации источника микроволнового излучения электромагнитных волн направленного действия для разработки активных и ложных систем излучения в комплексах средств радиоэлектронной борьбы.