КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-71-10100
НазваниеСуперкомпьютерное моделирование турбулентных течений в задачах турбомашиностроения
Руководитель Дубень Алексей Петрович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук" , г Москва
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-217 - Математическое моделирование физических сред
Ключевые слова Вычислительная газовая динамика, вычислительная аэродинамика, вихреразрешающее моделирование, неструктурированные сетки, схемы повышенной точности, суперкомпьютерное моделирование, авиационное двигателестроение, mixing plane, NLH, ротор-статор
Код ГРНТИ28.17.19
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Дальнейший прогресс в области авиационного двигателестроения существенным образом связан с развитием средств математического моделирования, а именно c созданием более совершенных математических моделей, способных учитывать все характерные газодинамические процессы, в том числе существенно нестационарные, а также с разработкой численных методов, обладающих повышенной точностью при низкой вычислительной ресурсоемкости суперкомпьютерного моделирования. Разработка эффективных средств численного моделирования задач турбомашиностроения является основной целью данного проекта.
К настоящему времени вычислительный эксперимент стал незаменимым средством в инженерно-конструкторских работах. Как правило, в российском двигателестроении на практике используются американские коммерческие программные продукты, не имеющие отечественных аналогов. Из-за санкционной политики это ограничивает возможности использования западных решений отечественным предприятиями отрасли. Более того, в существующих сегодня в мировом турбомашиностроении программных решениях используются либо структурированные сетки, либо неструктурированные сетки, на которых решение получается методами низкого порядка точности. В настоящем проекте все методы и алгоритмы, включая алгоритмы ротор-статор интерфейса (такие как алгоритм неотражающего сопряжения Mixing plane, метод нелинейного гармонического анализа и др.), будут разрабатываться применительно к неструктурированным смешенным сеткам впервые на основе экономичных схем повышенной точности. В рамках данного проекта предполагается также существенное усовершенствование существующих подходов к моделированию турбулентных течений, возникающих внутри турбомашин, за счет учета ламинарно-турбулентного перехода в современных моделях турбулентности, входящих в состав вихреразрешающих подходов. Успешное решение научных задач проекта позволит повысить точность расчетов и уменьшить их вычислительную стоимость, что особенно актуально для инженерных задач при разработке газотурбинных двигателей.
Отдельно стоит отметить возможности вихреразрешающего численного моделирования, которое активно развивается как новое средство исследования сложных газодинамических течений в разных отраслях промышленности. До настоящего времени в двигателестроении такой подход практически не использовался. В то же время, он имеет высокую научную значимость как для изучения физики турбулентного течения внутри работающей турбомашины, где натурные эксперименты проводить практически невозможно, так и для калибровки и совершенствования более быстрых RANS моделей, используемых при оптимизации конструкции двигателя.
Развитие технологии численного моделирования течений в газотурбинных двигателях будет способствовать ускорению технологического развития в области турбомашиностроения и созданию конкурентных преимуществ для отечественной аэрокосмической индустрии.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ