The object of research, development or design (in Russian) : Пространственный высокоскоростной турбулентный слой смешения с твердыми частицами; существенно неосциллирующая (ENO) конечно-разностная схема сквозного счета высокого порядка точности на неравномерной сетке.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Қатты бөлшектермен кеңістіктік жоғары жылдамдықты турбулентті араластырғыш қабат; біркелкі емес торда жоғары ретті өткізу қабілеттілігін есептеуге арналған мәні бойынша тербелмелі емес (ENO) ақырлы айырымды схемасы.

Aim of work (in Russian) : Численно выявить основные закономерности течения в неизотермическом высокоскоростном сжимаемом слое смешения с твердыми частицами при различных режимах течения путем прямого численного моделирования. Разработать новую версию высокоэффективной, существенно неосциллирующей схемы сквозного счета на неравномерной сетке для моделирования высокоскоростных течений.

Aim of work (in Kazakh) : Тікелей сандық модельдеу арқылы әртүрлі ағын режимдеріндегі қатты бөлшектермен изотермиялық емес жоғары жылдамдықты сығылатын араласу қабатындағы негізгі ағын үлгілерін сандық түрде анықтау. Жоғары жылдамдықты ағындарды модельдеу үшін біркелкі емес торда жоғары тиімді, қатты тербеліссіз санау бойынша сұлбаның жаңа нұсқасын әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : В проекте моделируется задача пространственного турбулентного высокоскоростного слоя смешения с твердыми частицами на основе метода двусторонней связи путем численного решения уравнений Навье-Стокса с использованием ENO схемы третьего порядка точности для невязких потоков и уравнений Лагранжа для частиц, решение которых осуществляется с помощью явной схемы второго порядка. Эти подходы дают возможность хорошо разрешить физические структуры ударных волн, которые имеют место в высокоскоростных сжимаемых потоках. В основе проекта лежит алгоритм численного моделирования высокоскоростных сжимаемых течений авторов проекта, реализованный в программном коде NAV3D. С использованием данного алгоритма был выполнен численный расчет как турбулентной сверхзвуковой поперечной струй, так и течения в слое смешения с твердыми частицами с помощью модели односторонней связи.

Методы исследования (на казахском) : Жоба екінші ретті айқын схеманы қолдану арқылы тұтқыр ағындар үшін үшінші ретті ENO схемасын және бөлшектер үшін Лагранж теңдеулерін пайдалана отырып, Навье-Стокс теңдеулерін сандық шешу арқылы екі жақты біріктіру әдісін пайдалана отырып, қатты бөлшектермен кеңістіктік турбулентті жоғары жылдамдықты араластыру қабатын модельдейді. Бұл тәсілдер жоғары жылдамдықты сығылатын ағындарда пайда болатын соққы толқындарының физикалық құрылымдарының жақсы ажыратымдылығын қамтамасыз етеді. Жоба NAV3D бағдарламалық кодында жүзеге асырылған жоғары жылдамдықты сығылатын ағындарды сандық модельдеуге арналған авторлардың алгоритміне негізделген. Осы алгоритмді, бір жақты байланыс үлгісін пайдалана отырып, қатты бөлшектермен араластырғыш қабаттағы турбулентті дыбыстан жоғары көлденең ағындар үшін де сандық модельдеу орындалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Задача 1: Путем детального анализа получены новые знания о физических явлениях пространственного высокоскоростного слоя смешения с частицами. В частности: • взаимодействие вихрей и ударных волн, влияние вихревых шоклетов на поведение дисперсии частиц; воздействие различных параметров газа (массовые концентрации, конвективное число Маха) на межфазный обмен газ-частица; • выявлено влияние входных параметров частиц, включающих время релаксации скорости и температуры на турбулентный тепловой поток и структуру течения. Разработана математическая модель горения газ-частица в сжимаемом слое смешения с частицами, учитывающей плавление, испарение, межфазный теплообмен и гетерогенные реакции. Задача 2: Разработана новая версия высокого порядка точности существенно неосциллирующей ENO схемы сквозного счета на неравномерной сетке для гиперболического закона сохранения. Модифицированный поток на неравномерной сетке, обладающий свойством ENO реализован для нелинейных систем. Построена новая версия полунеявного метода, основанного на расщеплении векторов потока и применена для численного решения уравнений Эйлера.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1 тапсырма: Егжей-тегжейлі талдау арқылы кеңістіктік жоғары жылдамдықты бөлшектермен араласу қабатының физикалық құбылыстары туралы жаңа білім алынды. Сондай-ақ: • құйындар мен соққы толқындарының өзара әрекеттесуі, құйынды соққылардың бөлшектер дисперсиясының әрекетіне әсері; әртүрлі газ параметрлерінің (массалық концентрациялар, тұрақсыздық параметрі, конвективті Мах саны) газ-бөлшекаралық фаза аралық алмасуға әсері; • бөлшектердің кіріс параметрлерінің, оның ішінде жылдамдық пен температураның релаксация уақытының турбулентті жылу ағыны мен ағын құрылымына әсері анықталды. Фазааралық жылу алмасуды, балқуды, булануды, гетерогенді (беттік) және біртекті реакцияларды ескере отырып, жоғары жылдамдықты көпкомпонентті араластырғыш қабатта газ бөлшектерінің жануының сандық моделі құрылды. 2 тапсырма: Үзілісті бастапқы-шекаралық шарттары бар теңдеулер гиперболалық жүйелері үшін біркелкі емес тордағы дәлдіктің жоғары ретті мәні бойынша тербеліссіз схемасының тиімді жаңа нұсқасы құрастырылды. ENO қасиеті бар біркелкі емес тордағы модификацияланған ағын сызықты емес жүйелер үшін жүзеге асырылды. Ағын векторын бөлуге негізделген жартылай жасырын әдістің жаңа нұсқасы әзірленеді және Навье-Стокс теңдеулерінің сандық шешіміне қолданылды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Нет, так как исследование является фундаментальным.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жоқ, себебі, зерттеу іргелі болып табылады.

Level of implementation (in Russian) : Нет

Level of implementation (in Kazakh) : Жоқ

Efficiency (in Russian) : Исследование является фундаментальным.

Efficiency (in Kazakh) : Зерттеу іргелі болып табылады.

Field of application (in Russian) : Полученные результаты межфазных взаимодействий в пространственном высокоскоростном слое смешения, а также модели горения газ-частицы для моделирования горения многофазной среды, могут быть использованы учеными и исследовательскими группами, занимающимися численным моделированием и проводящими эксперименты в этой области. Также, выявленные физические явления могут быть использованы специалистами в различных технологических приложениях при создании прямоточных воздушно-реактивных двигателей и термохимических систем для организации эффективного теплообмена. Новую высокого порядка точности схему сквозного счета на неравномерной сетке могут использовать ученые в области вычислительной гидродинамики (CFD).

Field of application (in Kazakh) : Кеңістіктегі жоғары жылдамдықты араластырғыш қабаттағы фазааралық өзара әрекеттесу бойынша алынған нәтижелерді, сондай-ақ көпфазалы жануды модельдеу үшін газ-бөлшектердің жану үлгілерін осы салада сандық модельдеумен және тәжірибелер жүргізумен айналысатын ғалымдар мен зерттеу топтары пайдалана алады. Сонымен қатар, анықталған физикалық құбылыстарды мамандар жылуды тиімді тасымалдау үшін тура ағынды қозғалтқыштар мен термохимиялық жүйелерді жасауда әртүрлі технологиялық қолданбаларда пайдалана алады. Біркелкі емес торда үздіксіз есептеудің жаңа жоғары дәлдік схемасын есептеу сұйықтығының динамикасы (CFD) саласындағы ғалымдар пайдалана алады.