The object of research, development or design (in Russian) : Основным объектом исследования является построение математической и численной моделей системы пространственных нестационарных недорасширенных сверхзвуковых струй, вдуваемых в спутный поток с введением детермининистического возмущения на входе с целью улучшения смешения.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеудің негізгі нысаны - араласуды жақсарту мақсатында кіреберісте детерминистік қоздыру енгізе отырып, спутниктік ағынға үрленетін кеңістіктік стационарлық емес кеңейтілмеген дыбыстан жоғары ағындар жүйесінің математикалық және сандық модельдерін құру.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является численное изучение механизмов улучшения интенсификации смешения вдуваемой сверхзвуковой сжимаемой неизобарической струи топлива в сверхзвуковой камере сгорания со спутным потоком воздуха с использованием нового подхода на основе осредненных по LES трехмерных уравнений Навье-Стокса для совершенного газа

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты - дыбыстан жоғары жану камерасындағы үрленетін дыбыстан жоғары сығылатын обариялық емес отын ағынының спутниктік ауа ағынымен араласуының қарқындылығын жақсарту механизмдерін сандық зерттеу, тамаша газ үшін LES орташа үш өлшемді Навье-Стокс теңдеулеріне негізделген жаңа тәсілді қолдану.

Методы исследования (на русском) : Участники проекта имеют большой опыт численного моделирования сверхзвуковых турбулентных течений. Руководитель проекта Задаулы А.Е. получила степень магистра естественных наук и прошла специальные курсы: «Теория сжимаемых течений и вычислительная гидродинамика». Имеет опыт численного моделирования струйных течений с использованием метода крупных вихрей (LES). Задаулы А. адаптировала компьютерный код Nav3D применительно к решению задачи трехмерного струйного течения в спутном потоке. Научный консультант Бекетаева А. в рамках предыдущих проектов совместно с другими профессорами разработала полунеявный алгоритм решения уравнений Навье-Стокса и компьютерный код (Nav3D) на основе схем ENO и WENO. Разработанный код был успешно апробирован и проверен при изучении многих сложных задач, связанных с основной проблемой, заявленной в проекте. Например, он был реализован для решения задач о высокоскоростных потоках с различной степенью нерасчетности и с широком диапазоном заданных чисел Маха.

Методы исследования (на казахском) : Жобаға қатысушылардың дыбыстан жоғары турбулентті ағындарды сандық модельдеуде үлкен тәжірибесі бар. Жоба жетекшісі Задаұлы А.Е жаратылыстану ғылымдарының магистрі дәрежесін алды және «Сығылатын ағындар теориясы және есептеу сұйықтығының динамикасы» арнайы курсын аяқтады. Үлкен құйынды әдісті (LES) пайдалана отырып, реактивті ағындарды сандық модельдеу тәжірибесі бар. А.Задаулы Nav3D компьютерлік кодын спутниктік ағындағы үш өлшемді реактивті ағын мәселесін шешуге бейімдеді. Ғылыми кеңесші Бекетаева А. алдыңғы жобалар аясында басқа профессорлармен бірлесіп ENO және WENO схемалары негізінде Навье-Стокс теңдеулерін және компьютерлік кодты (Nav3D) шешудің жартылай жасырын алгоритмін жасады. Әзірленген код жобада айтылған негізгі мәселеге қатысты көптеген күрделі есептерді зерделеу кезінде сәтті сынақтан өтті және тексерілді. Мысалы, ол тұрақсыздықтың әртүрлі дәрежелері және көрсетілген Мах сандарының кең диапазоны бар жоғары жылдамдықты ағындар мәселелерін шешу үшін жүзеге асырылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : При помощи серии численных экспериментов изучено влияние режимных параметров на рост и формирование слоя смешения системы неизобарических сверхзвуковых струй, вдуваемой в сверхзвуковой спутный поток. Установлено, что с увеличением параметра нерасчетности увеличивается дальнобойность сверхзвуковой недорасширенной струи. Представлена на защиту диссертация на соискание степени PhD по специальности «Космическая техника и технологии». С целью изучения влияния падающей ударной волны на рост и формирование слоя смешения была дополнительно решена задача истечения одиночной недорасширенной сверхзвуковой струи в сверхзвуковой спутный поток. Был проведен ряд численных экспериментов, который выявил, что с возрастанием значения параметра нерасчетности усиливается интенсивность падающих ударных волн. - выявлено, что увеличение числа Маха струи приводит к расширению зоны смешения струи с потоком и, как следствие, к увеличению интенсивности смешения; - получено, что с ростом числа Маха потока образованные когерентные структуры вытягиваются в продольном направлении и, как следствие, это приводит к замедлению процесса смешения струи и потока.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бірқатар сандық тәжірибелерді қолдана отырып, біз дыбыстан жоғары жылдамдықтағы ко ағынға енгізілген изобариялық емес дыбыстан жоғары жылдамдықтағы ағындар жүйесі үшін араластыру қабатының өсуі мен қалыптасуына ағын параметрлерінің әсерін зерттедік. Қатынас коэффициентін арттыру дыбыстан жоғары жылдамдықтағы, кеңеймеген ағынның диапазонын арттыратыны анықталды. «Ғарыштық техника және технология» мамандығы бойынша PhD дәрежесін алу үшін диссертация қорғауға ұсынылды. Түскен соққы толқынының араластыру қабатының өсуі мен қалыптасуына әсерін зерттеу үшін бір ғана жеткіліксіз кеңейген дыбыстан жоғары ағынның дыбыстан жоғары қо-ағынға шығу мәселесі одан әрі шешілді. Бірқатар сандық тәжірибелер нәтижесінде түскен соққы толқындарының қарқындылығы ығысу параметрінің мәні артқан сайын артатыны анықталды. - Ағынды Мах санының артуы араластыру аймағының кеңеюіне және соның салдарынан араластыру қарқындылығының артуына әкелетіні анықталды; - Қо-ағынды Мах санының артуымен қалыптасқан когерентті құрылымдар бойлық бағытта созылатыны және соның салдарынан араластыру процесінің баяулауына әкелетіні анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В проекте все физические проблемы решаются посредством численного моделирования. Валидация и верификация математических и численных моделей осуществляется путем сравнения полученных результатов с известными экспериментальными данными.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобада барлық физикалық есептер сандық модельдеу арқылы шешіледі. Математикалық және сандық модельдерді валидациялау және тексеру алынған нәтижелерді белгілі эксперименттік мәліметтермен салыстыру арқылы жүзеге асырылады.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : жүзеге асырылмаған

Efficiency (in Russian) : Численное моделирование сверхзвукового турбулентного течения и понимание физики течения относятся к сложным научно-техническим задачам. Точное предсказание турбулентных течений играет центральную роль в комплексном изучении таких разнообразных проблем, как оценка глобальных изменений, повышение энергоэффективности двигателей, контроль рассеивания загрязняющих веществ и проектирование биомедицинских устройств. Эта проблема является фундаментальной для понимания всех физических процессов геофизики, горения, смешения. Турбулентные струйные течения представляют интерес при исследовании многих задач аэродинамики, таких как смешение струи топлива со спутным потоком воздуха в камерах сгорания ПВРД, прогнозирование уровня шума двигательных установок, взаимодействие струй при запуске ракетно-космической техники со стартовым оборудованием.

Efficiency (in Kazakh) : Дыбыстан жоғары турбулентті ағынды сандық модельдеу және ағын физикасын түсіну күрделі ғылыми-техникалық мәселелер болып табылады. Турбулентті ағындарды дәл болжау жаһандық өзгерістерді бағалау, қозғалтқыштардың энергия тиімділігін арттыру, ластаушы заттардың дисперсиясын бақылау және биомедициналық құрылғыларды жобалау сияқты әртүрлі мәселелерді кешенді зерттеулерде орталық рөл атқарады. Бұл мәселе геофизиканың, жанудың және араласудың барлық физикалық процестерін түсіну үшін негізгі болып табылады. Турбулентті реактивті ағындар көптеген аэродинамикалық мәселелерді зерттеуде қызығушылық тудырады, мысалы, жанармай ағынын рамжеттік жану камераларындағы бір мезгілде ауа ағынымен араластыру, қозғалтқыш жүйелерінің шу деңгейін болжау, зымыран мен ғарышты ұшыру жабдығы бар технология кезінде ағындардың өзара әрекеттесуі.

Field of application (in Russian) : Турбулентные струйные течения представляют интерес при исследовании многих задач аэродинамики, таких как смешение струи топлива со спутным потоком воздуха в камерах сгорания ПВРД, прогнозирование уровня шума двигательных установок, взаимодействие струй при запуске ракетно-космической техники со стартовым оборудованием.

Field of application (in Kazakh) : Турбулентті реактивті ағындар көптеген аэродинамикалық мәселелерді зерттеуде қызығушылық тудырады, мысалы, жанармай ағынын рамжеттік жану камераларындағы бір мезгілде ауа ағынымен араластыру, қозғалтқыш жүйелерінің шу деңгейін болжау, зымыран мен ғарышты ұшыру жабдығы бар технология кезінде ағындардың өзара әрекеттесуі.