Решение краевых задач дозвуковых и сверхзвуковых турбулентных течений
Full Name of the work head: Кальменов Т.Ш.
Исполнители проекта: Найманова А.Ж.*
: Институт математики и математического моделирования
Inventory number: 0213РК01560
Registration number: 0112РК00837
Keywords: модель течения смеси газов функция плотности вероятности уравнения Навье-Стокса число Рейнольдса число Маха сверхзвуковая струя турбулентность газовых смесей разностные схемы угольные частицы гипозвуковые течения
Исследованы задачи аэромеханики: дозвуковые турбулентные течения газовых смесей, сверхзвуковые турбулентные течения многокомпонентных газов с вдувом струй. Была произведена верификация предлагаемой методики решения систем конечно-разностных трехмерных уравнений Навье-Стокса для задачи вдува поперечной круглой струи в сверхзвуковой турбулентный поток совершенного газа с помощью численного эксперимента. В результате было выявлено, что распределение давления на стенке перед струей не соответствует известным экспериментам, что свидетельствует о различии в экспериментальном и теоретическом пограничном слое. На основе анализа построена математическая модель пространственного дозвукового турбулентного течения многокомпонентных газовых смесей, в результате которой получены уравнения переноса массы, количества движения и энергии. Осуществлены вычислительные эксперименты с вдувом различных составов смеси газов и изучены их влияния на динамику формирования слоя смешения. Построена кинетическая модель термического разложения частиц с учетом выделения летучих газов из частиц на основе одностадийной реакции. Разработана численная методика решения Эйлерово-Лагранжевых уравнений с учетом выделения летучих газов из частиц.*
Метод расчета эрозионного износа поверхности тел, обтекаемых потоком газовзвеси (двухфазным потоком)
Full Name of the work head: Сыдыков Е.Б.
Исполнители проекта: Джайчибеков Н.Ж.*
: Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева
Inventory number: 0213РК01618
Registration number: 0112РК02143
Keywords: газовзвесь двухфазный поток дисперсная фаза эрозия эрозионный износ
Исследованы двухфазные потоки, а именно поток газа с твердыми частицами (газовзвеси). Проведен обзор научной литературы по динамике многофазных сред. Составлены простейшие математические модели по задаче обтекания тел потоком газовзвеси и потоком твердых частиц. Определены граничные условия взаимодействия частиц с твердой поверхностью обтекаемого тела. Исследованы влияния геометрической формы частицы и угла встречи частицы с преградой, а также скорости частицы на характер эрозионного износа поверхности тела. Получены формулы по эрозии тел с учетом коллективного воздействия частиц на поверхность тела. Разработана методика расчета эрозионного износа тел помещенных в поток частиц.*
Исследование двухфазных течений и их приложения
Full Name of the work head: Сыдыков Е.Б.
Исполнители проекта: Джайчибеков Н.Ж.*
: Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева
Inventory number: 0213РК01619
Registration number: 0112РК02342
Keywords: газовзвесь ударная волна двухфазный поток дисперсная фаза модель обтекания тел числа Маха
Исследованы двухфазные потоки, а именно поток газа с твердыми частицами (газовзвеси). Рассмотрены моделирование движения газовзвеси в ударном слое перед телом, обтекаемых газовзвесью, а также решение задачи о структуре ударной волны в газах и газовзвесях. Представлена четырехкомпонентная модель обтекания тел газовзвесью при наличии отраженных от поверхности частиц и их хаотического движения, разработанная С.К. Матвеевым. Решена задача о структуре ударной волны в газах и газовзвесях. Решение задачи о структуре ударной волны проводилось с использованием условий на ударной волне для параметров газа. Получены распределения параметров газа по ширине ударной волны для чисел Маха, равных 2,5 и 10, для показателя адиабаты к=4/3 и к=5/3. Определена ширина ударной волны для чисел Маха от 1 до 10.*
Разработка современных информационных систем и технологий по моделированию, исследованию и анализу свойств плазмы сложного состава
Full Name of the work head: Лаврищев О.А.
Исполнители проекта: Коданова С.К.*
: Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики при КазНУ им. аль-Фараби
Inventory number: 0213РК01656
Registration number: 0112РК00976
Keywords: пылевая плазма моделирование плазмы коэффициент диффузии автоматизированный комплекс программ метод ланжевеновой динамики
Исследована сильно неидеальная пылевая плазма, разработан автоматизированный комплекс компьютерных программ по моделированию микроскопических, динамических свойств пристеночной пылевой плазмы. Создан автоматизированный комплекс компьютерных программ, позволяющий на основе метода ланжевеновой динамики получать контрольную карту, значения радиальной функции распределения, автокоррелятора скоростей, коэффициента диффузии при различных параметрах. Автоматизированный комплекс включает в себя инструментальную среду, которая моделирует образование плазменно-пылевых структур, снабженной 2D и 3D визуализации и анализа полученных результатов. Полученные результаты являются частью комплекса компьютерных технологий моделирования и анализа плазмы сложного состава при использовании различных плазменных технологий.*
Конкурентная адсорбция лигандов и комплексов в электродных реакциях с разными лимитирующими стадиями
Full Name of the work head: Наурызбаев М.К.
Исполнители проекта: Камысбаев Д.Х.*
: Центр физико-химических методов исследования и анализа при КазНУ им. аль-Фараби
Inventory number: 0213РК01659
Registration number: 0112РК01377
Keywords: гетероциклические амины комплексные соединения специфическая адсорбция лимитирующая стадия дипиридил фенантролин электродные процессы
Рассмотрены реакции с участием комплексных соединений 2,2-дипиридила, 1-10 фенатролина с ионами металлов разной природы Me{2+}(Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Cd, Pb) и с разным составом внутренней и внешней координационных сфер. Разработана "индикаторная" электрохимическая система с внешнесферным механизмом переноса электронов для оценки влияния конкурентной адсорбции на скорость электрохимической реакции. Установлено, что адсорбция исследуемых моно-фенантролиновых комплексов изменяется в ряду Mn
Компьютерные технологии 3-D моделирования процессов тепломассопереноса в физико-химически реагирующих системах
Full Name of the work head: Лаврищев О.А.
Исполнители проекта: Аскарова А.С.*
: Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики при КазНУ им. аль-Фараби
Inventory number: 0213РК01663
Registration number: 0112РК02084
Keywords: уравнение Навье-Стокса камера сгорания пылеугольное топливо уравнение тепломассопереноса реагирующая смесь многофазность численное моделирование турбулентного горения химическая кинетика
Исследованы процессы турбулентного тепломассопереноса в высокотемпературных и химически реагирующих потоках. На основе уравнений Навье-Стокса и уравнений тепломассопереноса созданы: физические, математические и химические модели, адекватно описывающие сложные процессы физико-химических превращений, происходящих при движении высокотемпературных потоков. Разработан пакет компьютерных программ для 3D компьютерного моделирования процессов тепломассопереноса в высокотемпературных средах при наличии силы тяжести и предложена новая методика вычислительных экспериментов. Проведена адаптация параметров всех моделей к реальным условиям (учет силы тяжести), разработан алгоритм решения и внесены изменения в программы численного расчета, проведена их отладка и осуществлены тестовые расчеты. Проведены вычислительные эксперименты по исследованию процессов турбулентного горения твердого топлива. Получены основные характеристики процесса турбулентного тепломассопереноса в высокотемпературных средах при наличии физико-химических превращений. Выявлено влияние силы тяжести на результаты вычислительного эксперимента.*
Исследование процессов турбулентного тепломассопереноса в высокотемпературных и химически реагирующих потоках
Full Name of the work head: Лаврищев О.А.
Исполнители проекта: Аскарова А.С.*
: Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики при КазНУ им. аль-Фараби
Inventory number: 0213РК01664
Registration number: 0112РК01095
Keywords: горение камера сгорания пылеугольное топливо реагирующая смесь многофазность угольные частицы аэродинамические характеристики тепловые характеристики численное моделирование турбулентность химическая кинетика тепломассообмен
Исследованы процессы турбулентного тепломассопереноса в высокотемпературных и химически реагирующих потоках. Проведены вычислительные эксперименты на основе численного метода решения уравнений Навье-Стокса и уравнений для турбулентных характеристик, в результате которых получены аэродинамические характеристики во всем объеме камеры сгорания и на выходе из нее. Исследованы температурные характеристики камеры сгорания. Построены температурные поля в области установки горелочных устройств, в центре камеры сгорания и на выходе из нее. Проведена графическая интерпретация проведенных вычислительных экспериментов. Получены концентрационные характеристики процесса горения пылеугольного топлива. Исследованы их изменения в объеме камеры сгорания, и на выходе из нее. Установлены области максимальных и минимальных значений концентрационных характеристик вредных пылегазовых выбросов в топочной камере. Выявлены минимальные, максимальные и средние значения аэродинамических, теплофизических и концентрационных характеристик пылеугольного факела. Проведено обобщение результатов исследования сложных процессов турбулентного тепломассообмена при горении твердых топлив в областях реальной геометрии.*
Новые технологии оптимизации процессов сжигания высокозольных углей в энергетических котлах ТЭС Казахстана с целью минимизации вредных выбросов в атмосферу
Full Name of the work head: Лаврищев О.А.
Исполнители проекта: Болегенова С.А.*
: Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики при КазНУ им. аль-Фараби
Inventory number: 0213РК01665
Registration number: 0112РК01097
Keywords: горение камера сгорания пылеугольное топливо реагирующая смесь многофазность угольные частицы аэродинамические характеристики тепловые характеристики численное моделирование турбулентность химическая кинетика
Исследованы процессы турбулентного тепломассопереноса в высокотемпературных и химически реагирующих потоках, влияния различных технологических параметров на процессы образования вредных пылегазовых выбросов и разработка новых и эффективных технологий по воспламенению низкосортных казахстанских углей. Определены режимные параметры и получены оптимальные характеристики реализации плазменной технологии термохимической подготовки низкосортных казахстанских углей к сжиганию в камере сгорания ПК-39, Аксуйской ГРЭС, с установленными в ней плазменно-топливными системами. Проведены вычислительные эксперименты по исследованию горения термохимически-газифицированного угля, применительно к топочной камере котла ПК-39, Аксуйской ГРЭС. Проведено сравнение результатов вычислительных экспериментов традиционного горения угля в топочной камере котла, с установленными в нем вихревыми горелками и горения угля, термохимически газифицированного, на котле оборудованном плазменно-топливными системами. Разработана компьютерная технология для осуществления графической интерпретации полученных результатов вычислительного эксперимента по исследованию процессов горения угольной пыли, прошедшей плазменную активацию. Определены режимные параметры и получены оптимальные характеристики реализации плазменной технологии термохимической подготовки низкосортных казахстанских углей к сжиганию в камере сгорания промышленного котла БКЗ-160, Алматинской ТЭЦ. Проведены предварительные "тестовые" вычислительные эксперименты по исследованию горения термохимически-газифицированного угля в котле БКЗ-160, Алматинской ТЭЦ.*
Распространение связанных упругих и электромагнитных волн в средах с пьезоэлектрическим эффектом для гексагональной, тетрагональной, ромбической и моноклинной сингонии
Full Name of the work head: Сыдыков Е.Б.
Исполнители проекта: Тлеукенов С.*
: Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева
Inventory number: 0213РК01688
Registration number: 0112РК02379
Keywords: Метод матрицанта связанные волновые поля пьезоупругие среды анизотропные пьезоэлектрики задача отражения задача преломления акустоэлектроника
Исследованы процессы распространения и трансформации упругой и электромагнитной волновой энергии в пьезоэлектрических анизотропных средах и их матричная формулировка. Построены и проанализированы аналитический вид матриц коэффициентов и фундаментальных решений системы ОДУ, описывающие связанные электромагнитные и упругие волны в пьезоэлектрических средах разной сингонии для совместной системы уравнений Максвелла и уравнения движения упругой анизотропной среды. Получены инвариантные соотношения, определяющие законы сохранения для волновых процессов в среде из структуры матрицанта. Получено аналитическое решение задачи отражения и преломления, построены соответствующие графики коэффициентов отражения и преломления в зависимости от угла падения. Методом матрицанта аналитически получена зависимость угла сноса между групповой и фазовой скоростью, которая подтверждена экспериментом.*
Разработка химических источников тока на основе нанодисперсных суперионных материалов
Full Name of the work head: Сыдыков Е.Б.
Исполнители проекта: Нурахметов Т.Н.*
: Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева
Inventory number: 0213РК01690
Registration number: 0113РК01002
Keywords: химический источник тока аккумулятор оксид ванадия кобальтит лития синтез нанодисперсных порошков
Проведено исследование по разработке химических источников тока (ХИТ) на основе нанодисперсных суперионных материалов и синтеза золь-гель методом кобальтита лития. Произведен обзор литературы по методам синтеза сложных халькогенидных материалов, выбран метод синтеза и выполнен синтез нанодисперсных образцов LiCoO[2] для катодов литиевых ХИТ. Отработана золь-гель методика синтеза порошков LiCoO[2] и получены первые образцы для исследований. Фазовый состав синтезированных материалов был исследован методом рентгеновской дифрактометрии на установке ДРОН-7. Произведен гранулометрический анализ приготовленных порошков. По результатам работы были подготовлены материалы для публикации в научной печати.*