The object of research, development or design (in Russian) : Объект исследования – моделирование и оптимизация технологического процесса получения керамических изделий бериллия для обеспечения оптимальной структуры с заданными функциональными свойствами. Построение математической модели вязкопластичного течения шликера, описывающей гидродинамические и тепловые процессы, сопровождающиеся с фазовыми превращениями.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны: берілген функционалдық қасиеттері бар оңтайлы құрылымды қамтамасыз ету үшін бериллий керамикалық бұйымдарын алудың технологиялық процесін модельдеу және оңтайландыру. Фазалық түрленулермен жүретін гидродинамикалық және жылулық процестерді сипаттайтын тұтқырпластикалы шликер ағынының математикалық моделін құру.

Aim of work (in Russian) : Исследование реологического поведения вязкопластичной шликерной массы в интервале скорости сдвига и структурообразования бериллиевой керамики при фазовом равновесии литейной системы с помощью методов математического моделирования. Разработка методики расчетов тепловых эффектов, термодинамических и кинетических свойств литейной системы для оптимизации процесса литья высокоплотных бериллиевых керамических изделий.

Aim of work (in Kazakh) : Математикалық модельдеу әдістерін қолдана отырып, құйма жүйесінің фазалық тепе-теңдігі кезінде бериллий керамикасының құрылымы мен ығысу жылдамдығы диапазонында тұтқырпластикалы шликер массасының реологиялық сипатын зерттеу. Тығыздығы жоғары бериллий керамикалық бұйымдарды құю процесін оңтайландыру үшін құю жүйесінің жылу эффектілерін, термодинамикалық және кинетикалық қасиеттерін есептеу әдістемесін әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Основными методами исследования в предлагаемого проекта является метод конечных разностей с аппроксимацией по времени способом Кранка-Никольсона и метод конечных элементов. Метод конечных разностей с аппроксимацией способом Кранка-Никольсона применяется для решения ранее созданной авторами проекта стационарной математической модели течения термопластичного шликера в различных формообразующих полостях. Метод конечных элементов применяется для решения уравнений задачи с подвижной границей и об определении напряженно-деформированного состояния керамических изделий. Последние две задачи будут решены с использованием специализированных программных продуктов Comsol Multiphysics и Ansys, которые основаны на метод конечных элементов.

Методы исследования (на казахском) : Ұсынылып отырған жобадағы негізгі зерттеу уақыт бойынша аппроксимацияланатын Кранк-Николсон және соңғы элементтер әдістері болып табылады. Кранк-Никольсон әдісі бойынша жуықтаумен шектелген айырмашылықтар әдісі бұрын жоба авторлары жасаған әртүрлі пішінді қуыстардағы термопластикалық шликер ағынының стационарлық математикалық моделін шешу үшін қолданылады. Соңғы элементтер әдісі жылжымалы шекарасы бар есептің теңдеулерін шешу үшін және керамикалық бұйымдардың кернеулі-деформациялық күйін анықтау үшін қолданылады. Соңғы екі мәселе соңғы элементтер әдісіне негізделген Comsol Multiphysics және Ansys арнайы бағдарламалық өнімдері арқылы шешіледі.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате исследования по календарному плану были получены следующие данные за 2024 г: 1. Модифицированная модель реологических и теплофизических свойств термопластичного шликера в зависимости от температуры и объемного/массового содержания связки и порошка оксида бериллия; 2. Условия полиморфного структурного перехода на основе принципа фазовой стабильности и скорости образования центров кристаллизации 3. Методика расчетов тепловых эффектов и термодинамических свойств высококонцентрированной литейной системы. А также были опубликованы статьи в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science: 1- статья в WoS (Q1), 1-статья в Scopus (Percentile 96), 3- статьи в отечественных журналах, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и в базе Scopus (Q3,Q4) Полученной новизной является определение вязкопластичного течения шликера оксида бериллия и структурообразования при фазовом переходе процесса формования изделий методами математического и термодинамического моделирования, которые позволяет открыть новые ресурсы повышения качества отливок за счет возможности более детального отслеживания изменения реологических свойств, температурно-фазовых полей и отчетливо представить кинетику затвердевания в зависимости от режимов литья.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Күнтізбелік жоспар бойынша жүргізілген зерттеулер барысында 2024 жылға келесі нәтижелер алынды: 1. Бериллий оксиді ұнтағы мен термопласт шликерінің температура мен көлемдік/массалық үлесіне байланысты реологиялық және термофизикалық қасиеттерінің модификацияланған моделі; 2. Фазалық тұрақтылық принципі мен кристалдану орталықтарының түзілу жылдамдығына негізделген полиморфты құрылымдық ауысу шарттары. 3. Жоғары концентрлі құйма жүйесінің жылу эффектілері мен термодинамикалық қасиеттерін есептеу әдістемесі. Сондай-ақ мақалалар Web of Science сайтының Science Citation Index Expanded дерекқорында индекстелген рецензияланған ғылыми жарияланымдарда жарияланды: 1-мақала WoS (Q1), 1-мақала Scopus (Percentile 96), 3-мақала индекстелген отандық Web of Science дерекқорында және Scopus дерекқорында кеңейтілген Science Citation Index (Q3,Q4)журналдарда жарияланды. Алынған жаңалық –құйма сапасын жақсарту үшін жаңа ресурстарды ашуға мүмкіндік беретін математикалық және термодинамикалық модельдеу әдістерін пайдалана отырып, реологиялық қасиеттердің, температуралық-фазалық өрістердің өзгеруін егжей-тегжейлі бақылап және құю жағдайларына байланысты қатаю кинетикасын нақты көрсетіп, бұйымды қалыптау процесінің фазалық ауысуы кезінде бериллий оксиді шликерінің құрылымтүзілуінің тұтқырпластикалық ағынын анықтау.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основными конструктивными и технико-экономическими показателями являются разработка эффективной математической модели и алгоритма расчетов течения термопластичного шликера в разных областях в предположении условий пограничного слоя. А также разработка методики отслеживания точного положения поверхности раздела жидкой и твердой фаз с помощью нестационарной математической модели, которая решается методом функций уровня и/или фазового поля (level set method/phase field method).

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструкторлық және техникалық-экономикалық көрсеткіштер шекаралық қабат жағдайларын ескере отырып, әртүрлі аумақтардағы термопластикалық шликердің ағысын есептеудің тиімді математикалық моделін және алгоритмін жасау болып табылады. Сондай-ақ деңгейлік функциялар және/немесе фазалық өріс әдісімен шешілетін стационарлық емес математикалық модельді пайдалана отырып, сұйық және қатты фазалар арасындағы интерфейстің нақты орнын бақылау әдістемесін әзірлеу.

Level of implementation (in Russian) : В ходе реализации проекта был заключен меморандум о сотрудничестве между ЕНУ им.Л.Н.Гумилева и ТОО «Kaz Ceramics» для предоставления детальных характеристик производственного оборудования и исходных материалов выпускаемых керамических изделий. На данный момент не внедрено, но с сотрудниками завода «Kaz Ceramics» разрабатываются техническое задание с целью повышения качества и снижения бракованности выпускаемых изделий.

Level of implementation (in Kazakh) : Жобаны жүзеге асыру барысында Л.Н.Гумилев атындағы ЕҰУ-ті мен ЖШС «Kaz Ceramics» арасында өндірістік қондырғылар мен шығарылатын керамикалық бұйымдардың бастапқы материалдары жайлы нақты мәліметтерін алу мақсатында бірлесіп жұмыс жасау меморандумы жасалынды. Қазіргі кезеңде жүзеге асырылған жоқ, бірақ «Kaz Ceramics» заводы қызметкерлерімен шығарылатын өнімнің сапасын жақсарту және ақауларын азайту мақсатында техникалық мәселелер жасалынуда.

Efficiency (in Russian) : Эффективностью данного исследования являются обеспечение снижения доли бракованных изделии за счет достижения более однородного по свойствам изделия в промышленных масштабах посредством предварительного определения оптимальных условии литья на основе численного моделирования процесса. Также повышение интеллектуального потенциала инженеров производства за счет разработки эффективных автоматизированных алгоритмов процесса получения однородных изделий.

Efficiency (in Kazakh) : Бұл зерттеудің тиімділігі процесті сандық модельдеу негізінде құюдың оңтайлы шарттарын алдын ала анықтау арқылы өнеркәсіптік масштабта қасиеттері бойынша неғұрлым біркелкі өнімге қол жеткізу арқылы ақаулы өнімдердің үлесін азайтуды қамтамасыз ету болып табылады. Сондай-ақ біртекті өнімдерді алу процесінің тиімді автоматтандырылған алгоритмдерін жасау арқылы өндіріс инженерлерінің интеллектуалдық әлеуетін арттыру.

Field of application (in Russian) : Целевыми потребителями результатов исследования могут быть керамические заводы ТОО «Kaz Ceramics» и АО «Ульбинский металлургический завод» (г. Усть-Каменогорск), а также научные исследователи, которые используют результаты в качестве сравнения и исходных данных в своих исследованиях.

Field of application (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелерінің мақсатты тұтынушылары ЖШС «Kaz Ceramics» және АҚ «Үлбі металлургиялық зауыты» (Өскемен) керамикалық зауыттары, сондай-ақ өз зерттеулерінде нәтижелерді салыстыру және бастапқы деректер ретінде пайдаланатын ғылыми зерттеушілер болуы мүмкін.