Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка научных основ моделирования многофазных течений и управления газодинамическими и теплофизическими процессами в паровых турбинах

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.12.0005
Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"
Руководитель работ
Филиппов Геннадий Алексеевич
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Получение новых научных результатов, актуальных для инновационного развития российских технологий по приоритетному направлению науки и техники «Энергетика и энергосбережение».
Развитие ведущей научной школы Российской Федерации.

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Дмитриев Сергей Сергеевич

Этапы проекта

1
15.08.2008 - 20.11.2008
При разработке математических моделей использованы методики статистического описания эволюции дисперсной фазы в турбулентных потоках с фазовыми превращениями.
При разработке расчетной методики учитываются возможности современных параллельных вычислений.
Расчетная методика позволяет моделирование трехмерных течений на неструктурированных сетках с количеством узлов превышающим 10 миллионов.
2.1. Результаты работы на отчетном этапе, в том числе: разработанные виды продукции:
разработаны математические модели описания эволюции спектра дисперсной фазы в сжимаемых турбулентных потоках с фазовыми переходами и в присутствии микродобавок ПАВ;
разработаны математические модели процессов осаждения и сепарации влаги в проточных частях паровых турбин;
разработана вычислительная методика, реализующая разработанные модели;
проведена верификация вычислительной методики на экспериментальных данных, полученных для трансзвуковых сопел Лаваля и центробежного сепаратора.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Нижеприведенный подход при моделировании трансзвуковых турбулентных полидисперсных двухфазных течений с гомогенными и гетерогенными фазовыми переходами представляется новым и соответствует мировому уровню.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Отличительными признаками предлагаемого авторами подхода для моделирования турбулентных полидисперсных течений с фазовыми переходами являются:
- моделирование широкого диапазона изменения фракционного состава дисперсной фазы - от субмикронных капель, образующихся в результате спонтанной конденсации, до крупных капель, формирующихся благодаря процессам коагуляции, отрыва с пленки, а также наличия начальной дисперсной влаги или нерастворимых примесей;
- применение разработанных авторами континуальных моделей для описания движения и тепломассопереноса в двухфазных турбулентных потоках;
- использование разработанного авторами эйлерова метода моделирования эволюции спектра капель, базирующийся на аппроксимации непрерывного распределения в виде суммы дельта-функций (метод - дельта аппроксимации) для расчета эволюции спектра капель в результате гомогенных и гетерогенных фазовых переходов, осаждения дробления и коагуляции;
- применение метода пристеночных функций для задания граничных условий;
- применение метода конечных элементов на адаптивных неструктурированных сетках;
- разработка расчетной методики, включающей метод, основанный на односкоростной диффузионно-инерционной модели, учитывающий дисперсию капель в результате броуновской и турбулентной диффузии, а также турбулентной миграции, обусловленной неоднородностью турбулентной структуры несущего потока для мелкодисперсных фракций.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ИТ СО РАН
профинансировано
Тема
Разработка научных основ моделирования многофазных течений и управления газодинамическими и теплофизическими процессами в паровых турбинах.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование динамических процессов в многофазных системах энергетики.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Неравновесные газодинамические процессы при синтезе наносистем.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Решение концептуальных задач проектирования тепловых турбин методами вычислительной аэродинамики и теплофизики.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
0
Тема
Развитие физико-математических моделей описания течения закрученных ограниченных потоков и их использование для интенсификации термогазодинамики и тепломассообмена в энергетических машинах и комбинированных энергоустановках.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1