Роль вычислительных лабораторных работ в изучении физики горения

Опубликовано автором

Березовская Ирина Эдуардовна

PhD, старший преподаватель

Рыспаева Майя Жумабековна

PhD, старший преподаватель

КазНУ имени аль-Фараби

Современная промышленность и энергетика требуют применения сложных технологий и высокой эффективности, при этом возрастает потребность в точных методиках анализа энергетических процессов. Программный комплекс SimFlow, основанный на принципах вычислительной гидродинамики (CFD), является неотъемлемым инструментом для научных и образовательных проектов, связанных с горением.[1]

Изучение процессов горения критически важно для авиационной, автомобильной и энергетической отраслей, где эти процессы определяют основные характеристики систем. Комплексная визуализация и анализ, которые предлагает CFD-моделирование в SimFlow с обработкой результатов моделирования в ParaView [2], улучшают понимание этих процессов, что способствует более эффективной работе устройств.

Вычислительные лабораторные работы в рамках программы SimFlow важны по нескольким причинам:

1. Иллюстрация комплексных явлений: Программа позволяет наглядно представить сложные динамические процессы, что существенно облегчает их изучение и понимание, особенно для студентов и начинающих специалистов.

2. Улучшение проектных и эксплуатационных характеристик: Моделирование в SimFlow способствует оптимизации различных аспектов процессов горения, таких как конструкция горелок и параметры смесеобразования, что приводит к повышению энергоэффективности и снижению экологического воздействия.

3. Экономия времени и ресурсов: Применение SimFlow сокращает необходимость в проведении масштабных и затратных физических экспериментов, ускоряя процесс исследования и разработки новых технологий.

4. Глубокое изучение механизмов горения: Платформа предоставляет возможности для анализа влияния температуры, давления и других параметров на горение, что обогащает теоретическую базу и улучшает предсказуемость процессов.

5. Подготовка специалистов высокого уровня: Опыт работы с CFD в SimFlow повышает квалификацию обучающих и инженеров, таких специальностей как, «Теплоэнергетика» и «Техническая физика» на физико-техническом факультете Казахского национального университета имени аль-Фараби обеспечивая их готовность к решению профессиональных задач в будущем.

Проведение вычислительных лабораторных работ по физике горения через SimFlow становится ключевым элементом образовательного и исследовательского процесса, способствующим пониманию и развитию технологий горения и подготовке квалифицированных кадров для современной промышленности.

Литература:

  1. Spray Combustion Tutorial – SimFlow CFD Software (sim-flow.com)
  2. https://www.paraview.org/