Специалисты НИИ механики МГУ представили инновационную технологию, значительно повышающую точность учета внешних воздействий на теплообмен в сверхзвуковых потоках. Результаты открывают перспективы для создания более эффективных энергетических и газотурбинных систем.
Значимость исследования для энергетики и авиации
Достижение ученых из МГУ играет определяющую роль в развитии методов конструирования современных энергоустановок и газотурбинных двигателей, обеспечивая новый уровень точности.
Экспериментальная работа на стенде АР-3
Эксперименты под руководством Николая Киселёва на сверхзвуковом стенде АР-3 были направлены на совершенствование теплообменных расчетов в экстремальных условиях каналов и сопловых аппаратов. Работа коллектива НИИ Механики МГУ поддержана грантом Российского научного фонда (№ 19-79-10213).
Преодоление ограничений цифровых моделей
Несмотря на активное внедрение цифровых двойников и прототипов в проектирование, существующие методы часто игнорируют тонкости физических процессов. Это негативно влияет на точность симуляции ключевых элементов, таких как газотурбинные двигатели, где критически важен корректный учет теплообмена.
Инновационная методика и её возможности
В ходе исследования выявлены ключевые факторы влияния: градиент давления, число Маха и параметры течения. Применение инфракрасной термографии и сложных вычислений на базе уравнений Навье-Стокса легло в основу новой методики. Как отметил Николай Киселёв: «Современные технологии интегрируют экспериментальные данные, численные решения и эмпирику. Повышение универсальности зависимостей, к примеру для числа Стантона, сохраняет быстродействие цифровых моделей при росте числа влияющих параметров».
Новый подход одновременно учитывает воздействие градиента давления, сжимаемости и истории формирования пограничного слоя. Эта прорывная технология позволяет значительно улучшить accuracy упрощенных вычислительных моделей (reduced-order models), лежащих в основе цифровых двойников.
Перспективы для отрасли
Данная разработка — важнейший шаг к повышению КПД и надежности проектирования, а также эксплуатации современных силовых установок, функционирующих в интенсивных тепловых режимах. Открытие создает прочный фундамент для будущих инноваций в энергетическом машиностроении.
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Источник: scientificrussia.ru
