The object of research, development or design (in Russian) : процессы тепло- и массообмена в многофазных и многокомпонентных турбулентных потоках

The object of research, development or design (in Kazakh) : көпфазалы және көпкомпонентті турбулентті ағындардағы жылу және масса алмасу процестері

Aim of work (in Russian) : расширение знаний о различных режимах течения в турбулентных многофазных и многокомпонентных средах; создание сопутствующей карты режимов течения в зависимости от критических параметров, а также определение новых статистических закономерностей в результате полного разрешения динамики межкомпонентных и межфазных границ методом LBM

Aim of work (in Kazakh) : турбулентті көпфазалы және көпкомпонентті ортадағы әртүрлі ағын режимдері туралы білімді кеңейту; критикалық параметрлерге байланысты ағын режимдерінің ілеспе картасын құру, сондай-ақ LBM әдісі бойынша құрам аралық және фазааралық шекаралардың динамикасын толық зерттеу нәтижесінде жаңа статистикалық заңдылықтарды анықтау

Методы исследования (на русском) : В качестве основных методов исследования для реализации проекта используются следующие: математическое моделирование, анализ, синтез, описательный метод, высокопроизводительные вычислительные методы

Методы исследования (на казахском) : Жобаны жүзеге асыру үшін қолданылатын негізгі зерттеу әдістері: математикалық модельдеу, талдау, синтез, сипаттамалық әдіс, жоғары өнімді есептеу әдістері

Obtained results and novelty (in Russian) : 1.1 Осуществлен обзор работ, связанных с методами исследования и разработкой математических моделей задач тепло и массо обмена в многофазных и многокомпонентных ламинарных и турбулентных средах. 1.2 Осуществлена постановка задачи математического и численного моделирования многофазных и многокомпонентных турбулентных потоков с помощью решеточных уравнении Больцмана (Lattice Boltzmann Method - LBM) с одно- и многопараметровым оператором релаксации. 1.3 Проведено исследование пространства безразмерных параметров для определения различных режимов течения в многофазной и многокомпонентной среде. Установлены значимые группы безразмерных параметров, влияющих на режим течения.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1.1 Көпфазалы және көпкомпонентті ламинарлы және турбулентті орталарда жылу және масса алмасу есептерінің математикалық модельдерін құру және зерттеу әдістеріне байланысты жұмыстарға шолу жасалды. 1.2 Бір және көп параметрлі релаксация операторы бар Больцманның торлы теңдеулері (Lattice Boltzmann Method - LBM) арқылы көпфазалы және көпкомпонентті турбулентті ағындарды математикалық және сандық модельдеу есебі қойылды. 1.3 Көпфазалы және көпкомпонентті ортадағы әртүрлі ағын режимдерін анықтау үшін өлшемсіз параметрлер кеңістігін зерттеу жүргізілді. Ағын режиміне әсер ететін өлшемсіз параметрлердің маңызды топтары белгіленді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Исследование процессов тепло- и массообмена в многофазных и многокомпонентных турбулентных потоках имеет важное значение для понимания и моделирования природных явлений, позволяет прогнозировать и анализировать изменения в окружающей среде, климате, технических устройствах. Такие потоки являются неотъемлемой частью многих промышленных процессов – топливные сжигания, химические реакции, обработка материалов и охлаждение электронных устройств. Данное исследование может привнести новый взгляд на проблемы массо- и теплообмена в сложных потоках, предоставить новые данные и результаты, а также привлечь внимание инженеров и ученых к применению метода LBM в данной области, что делает его актуальным и уникальным.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Көпфазалы және көпкомпонентті турбулентті ағындардағы жылу және масса алмасу процестерін зерттеу табиғи құбылыстарды түсіну және модельдеу үшін маңызды болып табылады, қоршаған ортадағы, климаттағы және техникалық құрылғылардағы өзгерістерді болжауға және талдауға мүмкіндік береді. Мұндай ағындар, отынның жануы, химиялық реакциялар, материалдарды өңдеу және электронды құрылғыларды салқындату секілді көптеген өнеркәсіптік процестердің ажырамас бөлігі болып табылады. Бұл зерттеу күрделі ағындардағы масса және жылу алмасу мәселелеріне жаңа көзқарас әкеле алады, жаңа деректер мен нәтижелер береді және инженерлер мен ғалымдардың назарын осы салада LBM әдісін қолдануға аударады, бұл оны өзекті және бірегей етеді.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Ендірілмеді

Efficiency (in Russian) : Исследование будет способствовать оптимизации и увеличению эффективности работы ряда устройств, может привести к экономии электроэнергии и других ресурсов; помогает организовать более эффективные и экологически безопасные процессы. Математическое моделирование тепло-массообменных процессов требует разработки распределенных алгоритмов для каждого отдельного этапа, поэтому в данной НИР будет осуществлена разработка специального параллельного программного кода.

Efficiency (in Kazakh) : Зерттеу бірқатар құрылғыларды оңтайландыруға және тиімділігін арттыруға көмектеседі және электр қуаты мен басқа ресурстарды үнемдеуге әкелуі мүмкін; тиімдірек және экологиялық таза процестерді ұйымдастыруға көмектеседі. Жылу және масса алмасу процестерін математикалық модельдеу әрбір жеке кезең үшін үлестірілген алгоритмдерді әзірлеуді талап етеді, сондықтан бұл зерттеу жұмысында арнайы параллельді бағдарлама кодын құру жүзеге асырылады.

Field of application (in Russian) : Исследование процессов тепло- и массообмена в многофазных и многокомпонентных турбулентных потоках с использованием метода LBM может применяться в таких областях, как энергетика, химическая промышленность, авиация и космонавтика, машиностроение, геофизика и климатология, медицинские исследования, материаловедение и др. Это исследование открывает широкие возможности для оптимизации существующих процессов и создания новых технологий в различных научных и промышленных областях.

Field of application (in Kazakh) : LBM әдісі арқылы көпфазалы және көпкомпонентті турбулентті ағындардағы жылу және масса алмасу процестерін зерттеу энергетика, химия өнеркәсібі, авиация және космонавтика, машина жасау, геофизика және климатология, медициналық зерттеулер, материалтану және т.б. салаларда қолданылуы мүмкін. Бұл зерттеулер әр түрлі ғылыми және өндірістік салаларда кездесетін процестерді оңтайландыру және жаңа технологияларды құру үшін кең мүмкіндіктер ашады.