Год издания: 2023
Ключевые слова: Повышение эффективности энергетических технологий, камеры сгорания газотурбинных установок, турбулентность, горение топлива, гидроэнергетика, математическое моделирование, Rans, les, оптические методы исследования потоков, piv, LiF, управление с обратной связью, машинное обучение, нейронные сети, двухфазные течения
Аннотация: Продолжение проекта направлено на дальнейшее развитие адаптивных методов управления физико-химическими процессами в различных классах течений, лежащими в основе современных энергетических технологий и оборудования, с целью повышения их эффективности, надёжности и экологичности. Объектами исследования будут являться канонические однПоказать полностьюо- и двухфазные турбулентные течения (обтекание тел, струи и факелы, течения в трубах и каналах), соответствующие процессам в важнейших узлах энергетических устройств (камеры сгорания, форсунки для диспергирования топлива, лопатки турбин и др.). Концентрация на данных объектах обусловлена необходимостью как более широкого обобщения полученных и опубликованных в рамках первого этапа проекта результатов, так и проведения дополнительных исследований ряда эффектов и явлений, с точки зрения более глубокого раскрытия потенциала управления их структурой и интенсивностью. Исследование таких сложных термогидродинамических и физико-химических процессов будет проводиться с использованием передовых оптико-информационных систем диагностики (в том числе 3D PIV, лазерно-индуцированной флуоресценции ЛИФ, инфракрасной термометрии), а также методов углублённого физико-математического и численного моделирования, позволяющих детально изучать механизмы переноса в многомасштабных нестационарных системах, с привлечением активно развивающихся в последнее время современных адаптивных методов управления с обратной связью и методов машинного обучения. ?В Проекте 2023 акценты будут сделаны на дальнейшем изучении структуры перечисленных выше канонических объектов и методов управления ими, с потенциальным приложением к диспергированию жидкого топлива в форсунках различной конфигурации с дальнейшим малоэмиссионным сжиганием, газокапельным течениям в каналах и трубах, в том числе при наличии жидких пленок на стенках, как элементам теплогидравлических систем в тепловой, солнечной и атомной энергетике, кавитационному обтеканию моделей лопаток гидротурбин. Кроме того, управление обтеканием тел, в том числе в стесненных условиях, включая миниканальные системы, в качестве прототипирования тепловой защиты, также является одним из направлений работы в рамках проекта. ?Широкий спектр методов адаптивного активного и пассивного управления структурой потоков и интенсивностью переноса, включая вариацию спектра накладываемых внешних возмущений различной природы, соотношение пространственных масштабов дисперсной фазы и турбулентных флуктуаций, временной последовательности и дискретности воздействия, управление кинетикой горения, в сочетании с прецизионным экспериментом, машинным обучением и вихреразрешающим моделированием станут основой для создания базы данных эффективных управляющих воздействий, готовых для внедрения в энергетических технологиях в ближайшем будущем.?