Исследователи Томского политеха создали гибридную математическую модель процесса турбулентного тепломассопереноса. Она в четыре раза быстрее традиционных и необходима для анализа сложных течений в открытых и замкнутых системах. Разработка физиков ТПУ может стать основой для создания энергосберегающих систем отопления, умных систем климат-контроля помещений и систем мониторинга при прогнозировании распространения опасных веществ при ЧС. Об этом сообщает пресс-служба вуза.
Новая модель позволит анализировать турбулентные термогравитационные течения и рассчитывать характеристики потока с помощью конечного-разностного решения макроскопического уравнения энергии.
«Традиционные методы вычислительной гидродинамики предполагают использование уравнений Навье-Стокса для расчета вектора скорости. Несмотря на универсальность такого подхода, он имеет существенные проблемы с вычислительной производительностью при решении задач турбулентного тепломассопереноса методом прямого численного моделирования. Альтернативный метод — классический метод Больцмана с тепловой моделью пассивного скаляра. Но и он несовершенен из-за трудностей с устойчивостью алгоритма при высоких числах Рейнольдса\Рэлея, который соответствует турбулентному режиму течения. Мы предложили гибридную модель с модифицированной схемой сопряжения пространственных масштабов», — прокомментировал старший научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Александр Ни.
Также ученые планируют усложнить алгоритм, добавив трехмерную постановку задач, учет лучистого и сопряженного теплообмена, что позволит на практике применить новую модель в панельно-лучистом отоплении/охлаждении жилых и административных помещений, мониторинг микроклимата в больничных палатах и операционных.
