- 1. Численное моделирование турбулентных течений в областях сложной геометрии
Коды ГРНТИ: 30.17.27, 30.17.53, 30.51.39
Руководитель направления: Смирнов Евгений Михайлович, д.ф.-м.н., профессор ВШПМиВФ, emsmirnov2003@mail.ru
Ведущие учёные:
- Зайцев Д.К., д.ф.-м.н., профессор, ВШПМиВФ
- Иванов Н.Г., к.ф.-м.н., директор ВШПМиВФ
- Рис В.В., к.т.н., директор НОЦ «Компьютерные технологии в аэродинамике и теплотехнике»
- Галаев С.А., к.т.н., доцент, ВШПМиВФ
- Засимова М.А., к.ф.-м.н., доцент, ВШПМиВФ
- Колесник Е.В., к.ф.-м.н., доцент, ВШПМиВФ
Актуальность исследований:
Турбулентность остаётся одной из сложнейших и наименее изученных областей физики. Численное моделирование позволяет глубже проникнуть в понимание природы турбулентных течений, особенно в случаях, когда геометрия потока имеет сложную конфигурацию. Экспериментально исследовать такие потоки зачастую невозможно либо чрезвычайно сложно. Поэтому численное моделирование турбулентных потоков играет ключевую роль в проектировании технических устройств и оптимизации технологических процессов. Моделируя течения в областях сложной формы, мы можем предсказывать и управлять характеристиками потоков жидкостей и газов, что значительно повышает надёжность конструкций и эффективность технологических процессов.Научные результаты:
Программы для ЭВМ:
- СР 2022668974, 14 октября 2022 г. Программа предназначена для проведения математической оптимизации функций многих переменных (параметры оптимизации) с возможностью задания неопределенности в зависимости целевой функции от параметров оптимизации. Авторство: Галаев С.А., Засимова М.А., Иванов Н.Г., Колесник Е.В., Смирнов Е.М.
- СР 2022668786, 12 октября 2022 г. Программа предназначена для геометрической параметризации аэродинамических профилей лопаточных венцов турбомашин методом оптимизационной обработки исходной геометрической (поточечной) информации и последующего построения семейств профилей, задающих трёхмерную форму лопатки. Авторство: Галаев С.А., Зайцев Д.К., Левченя А.М., Рис В.В., Смирнов Е.М.
- 2. Разработка программных средств для решения ресурсоемких задач гидрогазодинамики на высокопроизводительных кластерных системах
Коды ГРНТИ: 27.41.19, 30.17.23, 30.17.27, 30.17.53, 50.41.25
Руководитель направления: Смирнов Евгений Михайлович, д.ф.-м.н., профессор ВШПМиВФ, emsmirnov2003@mail.ru
Ведущие учёные:
- Зайцев Дмитрий Кириллович, д.ф.-м.н., доцент, профессор Высшей школы прикладной математики и вычислительной физики, zaitsev_dk@spbstu.ru
- Абрамов Алексей Геннадьевич, к.ф.-м.н., доцент Высшей школы прикладной математики и вычислительной физики, abramov_ag@spbstu.ru
- Колесник Елизавета Владимировна, к.ф.-м.н., доцент Высшей школы прикладной математики и вычислительной физики, kolesnik.ev1@spbstu.ru
Актуальность исследований:
Современные задачи в области гидрогазодинамики требуют обработки больших объемов данных и выполнения сложных вычислений. Повышенные требования к точности прогнозов и моделирования приводят к увеличению потребности в более детальных моделях, что существенно увеличивает вычислительную нагрузку. Решение таких задач возможно благодаря применению высокопроизводительных кластерных систем, позволяющих проводить расчеты параллельно и равномерно распределять нагрузку. Однако эффективное использование таких систем требует специализированных программных средств, адаптированных для параллельных вычислений. Таким образом, разработка подобного программного обеспечения становится необходимым условием для успешного решения ресурсоемких задач. - 3. Вычислительные модели и задачи оптимизации сложных вентиляционных течений
Коды ГРНТИ: 30.17.27, 30.17.35, 30.17.53, 75.31.25, 28.23.37
Руководитель направления: Иванов Николай Георгиевич, к.ф.-м.н., и.о. директора Физико-механического института, ivanov_ng@spbstu.ru
Ведущие учёные:
- Смирнов Евгений Михайлович, д.ф.-м.н., профессор ВШПМиВФ, emsmirnov2003@mail.ru
- Засимова Марина Александровна, к.ф.-м.н., доцент Высшей школы прикладной математики и вычислительной физики, zasimova_ma@spbstu.ru
- Рис Владимир Вальдемарович, к.т.н., директор НОЦ «Компьютерные технологии в аэродинамике и теплотехнике», vvris@spbstu.ru
Актуальность исследований:
Вентиляционные системы играют ключевую роль в обеспечении комфортных условий, безопасности и энергоэффективности зданий, промышленных объектов, транспорта и других закрытых пространств. Их оптимизация помогает улучшить качество воздуха, уменьшить энергозатраты и сократить риски для здоровья людей. Такие системы часто характеризуются сложными потоками, такими как турбулентность, многофазные течения, взаимодействие с преградами и нестационарные явления. Низкое качество воздуха негативно сказывается на самочувствии и работоспособности людей, вызывает накопление загрязняющих веществ, повышенную влажность, распространение инфекционных заболеваний и прочие неблагоприятные последствия. Численное моделирование позволяет оптимизировать вентиляционные системы, обеспечивая равномерное распределение воздушных масс и удаление загрязнений.