Российские учёные создали математическую модель пламени

Исследователи Сколтеха представили математическую модель, описывающую стационарные распространяющиеся волны горения — от медленного дозвукового пламени до сверхзвуковых волн детонации. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе учебного заведения.

Для описания этих процессов ученые использовали два подхода. Во-первых, они получили приближенные аналитические формулы, позволившие понять структуру волн в разных зонах. Затем результаты были проверены с помощью численных расчетов с использованием полной системы уравнений модели. Этот двойной анализ позволил проследить, как изменяются температура, давление и скорость химической реакции при изменении условий.

Особое значение имело сравнение с более сложными уравнениями газовой динамики - уравнениями Навье-Стокса для сжимаемых реагирующих течений. Близкое совпадение решений показало, что даже относительно простая модель способна правильно воспроизводить ключевые физические свойства горения.

"Эта работа показывает, что даже сильно упрощенные модели могут служить мощным инструментом для понимания сложных динамических процессов. Мы подтвердили качественное соответствие нашей модели уравнениям Навье-Стокса и создали основу для будущих исследований - анализа волновой устойчивости и переходных режимов", - рассказал первый автор исследования, аспирант программы Сколтеха "Инженерные системы" Шамиль Магомедов.

По словам руководителя работы, доцента Центра искусственного интеллекта Сколтеха Аслана Касимова, классификация всех стационарных режимов стала первым шагом на пути к более глубокому анализу.

"Теперь можно изучить, при каких условиях происходит опасный переход от обычного пламени к взрывной детонации. Это напрямую связано с задачами управления процессом горения и предотвращения аварий в двигателях и промышленных установках", - подчеркнул он.

Результаты важны для разработки более безопасных двигателей, систем сгорания и методов защиты промышленных объектов от нежелательных взрывов.