| Название НИОКТР |
Разработка передовых методов моделирования неравновесных пространственных течений разреженного газа и отечественных кодов на их основе
|
| Аннотация |
Надежное предсказание характеристик течений газа в диапазоне разреженности от свободномолекулярного до сплошносредного продолжает оставаться актуальной задачей с конца 50х годов (запуска первого искусственного спутника Земли). Дополнительный интерес к разреженным течениям появился в конце 90х годов и был связан с бурным развитием вакуумных технологий синтеза новых материалов. Примерами важных научных и практических приложений являются задачи внешней аэродинамики возвращаемых аппаратов и космических станций, вакуумные технологии обработки материалов, напыления покрытий и синтеза наноструктур (лазерная абляция, газоструйное осаждение, магнетронное распыление и пр.), задачи проектирования двигателей управления космических аппаратов, микро- и нано-электромеханических систем, а также задачи разработки передовых технологий в областях медицины, электронной промышленности и пр.
В настоящее время огромное значение придается возможности анализировать методами численного моделирования практически важные постановки, которые отличаются наличием сложной многомерной геометрии задачи, нестационарными процессами, большими градиентами параметров, физико-химическими процессами, протекающими в газовой фазе и на обтекаемых поверхностях. Сложность рассматриваемых задач требует получения ответа с помощью как минимум двух независимых математических подходов (разные физические модели, методы решения, расчетные коды и команды исполнителей). Существующий выбор отечественного программного обеспечения не обеспечивает такой возможности.
Настоящий проект направлен на решение данной проблемы и посвящен разработке новых математических моделей, численных методов и отечественных пакетов программ, предназначенных для детализированного моделирования пространственных неравновесных течений разреженных газов. Планируется существенное расширение возможностей отечественных научных пакетов программ моделирования околоконтинуальных и разреженных течений газа, как по физическим моделям, так и по возможностям моделирования пространственных и нестационарных задач сложной геометрии. В исследованиях будут использованы три разных подхода: прямое статистическое моделирование методом Монте-Карло (DSMC – direct simulation Monte Carlo), решение кинетических уравнений и уравнений сплошной среды.
В результате выполнения проекта: (1) будут разработаны новые модели и вычислительный алгоритмы для решения задач динамики разреженного газа, в том числе для расчета течений с процессами ионизации и конденсации, (2) разработанные методы и модели будут имплементированы в отечественные программные продукты, как собственной, так и коммерческой разработки (3) будут получены новые результаты высокоточного моделирования разреженных течений. Помимо этого, в ходе выполнения проекта планируется создать новую базу эталонных решений задач, полученных с использованием всех трех разрабатываемых подходов моделирования, с детальным описанием параметров задачи, расчетных сеток и результатов. Полученные результаты и расчетные сетки будут выложены на рабочую страничку проекта в ФИЦ ИУ РАН и будут доступны все российским исследователям. В качестве таких задач рассматриваются обтекание сегментально-затупленных тел потоком одноатомного и молекулярного газа, истечение газа из сопла двигателя космической станции, струйные течения с процессами конденсации в газовой фазе, а также импульсная лазерная абляция в газе низкого давления.
Актуальность тематики проекта подтверждается письмом поддержки от ПАО РКК “Энергия” им. С.П. Королева.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-29
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-11-00359
|
| Дата контракта |
2025-05-29
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
519.67
|
| Количество просмотров |
5
|
| Руководитель работы |
Титарев Владимир Александрович
|
| Руководитель организации |
Посыпкин Михаил Анатольевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ИНФОРМАТИКА И УПРАВЛЕНИЕ" РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-06-06 09:11:12 UTC, 2025-06-06 09:11:12 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области компьютерных наук и информационных технологий
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
разреженный газ; математическое моделирование; неравновесные процессы; суперкомпьютерные вычисления; вакуумные технологии; высотная аэродинамика; прямое статистическое моделирование; кинетическое уравнение
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование; Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
30.17.53 - Прикладная аэродинамика; 27.41.23 - Машинные, графические и другие методы вычислительной математики
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Прикладная математика
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;; е) повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики;
|
| Регистрационные номера |
—
|
