Исследование свойств пористых сетчатых материалов различных структур методами математического моделирования и машинного обучения
Руководитель научной группы
Руководитель научной группы научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта научно-технологического университета «Сириус».
Специалист в области исследования теплогидравлических характеристик, теплообменного оборудования и математического моделирования.
Целями фундаментальных исследований в рамках научно-образовательного проекта являются:
- Исследование гидравлических характеристик и капиллярных свойств пористых сетчатых материалов (ПСМ) различных структур при течении многофазного потока в широких диапазонах изменения параметров методами математического моделирования.
- Теоретическое описание физических процессов, явлений и закономерностей, наблюдаемых при течении многофазного потока через ПСМ.
- Разработка суррогатной модели предсказания гидродинамических и капиллярных свойств ПСМ на основе полученных расчётных и/или существующих экспериментальных данных.
- Разработка автоматизированной цифровой методики моделирования течения многофазного потока через ПСМ и определения гидравлических характеристик и капиллярных свойств ПСМ различных структур.
- Создание базы данных характеристик ПСМ различных структур в широких диапазонах изменения параметров течения.
- Интеграция суррогатной модели предсказания гидродинамических и капиллярных свойств ПСМ в отечественные программы системного моделирования для использования в одномерных теплогидравлических расчётах.
Изделия из ПСМ находят широкое применение в машиностроении. В частности, в ракетно-космической технике такие изделия используются в качестве составляющих топливоудерживающих устройств, позволяющих в условиях невесомости или существенных знакопеременных перегрузок (маневрирование или свободное падение) обеспечивать постоянство поступления компонентов топлива в жидкой фазе в двигатель космического или летательного аппарата. Инженерные методы предсказания характеристик устройств из ПСМ, основанные на опытных данных, ограничены условиями проведения экспериментов, структурами ПСМ и конфигурациями изделий из них. Иначе говоря, для получения характеристик конкретного изделия из ПСМ необходимо проводить экспериментальные исследования с данным изделием. На ранних этапах разработки баков космических и летательных аппаратов, когда реальных элементов изделия ещё не существует, важно иметь инструменты прогнозирования характеристик капиллярных топливозаборных устройств из ПСМ, основанных на методах математического моделирования, в том числе на основе методов машинного обучения. Важной составляющей такого подхода служит автоматизированная цифровая методика определения свойств ПСМ различной структуры в широких диапазонах изменения параметров течения. Обобщение результатов расчёта гидравлических сопротивлений ПСМ и изделий из них в форме редуцированной 0d-1d модели позволит провести решение обратной задачи – выбора структуры ПСМ под заданные требования по гидравлическому сопротивлению и капиллярной удерживающей способности.
