Автореферат (1145282), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Исследования диссертации явились продолжениемнаучно-исследовательских работ, начатых в СПбГУ в рамках договоров с ОАО«ГИПРОСПЕЦГАЗ» по расчету транспортировки газа от Штокмановского газоконденсатного месторождения в Баренцевом море, а также в рамках договора сГосударственным Оптическим институтом им.
С.И. Вавилова по расчету процессаполучения полых сфер большого диаметра в условиях невесомости, предполагаемого использовать в технологии получения космических зеркал.Созданные в диссертации новые математические модели процессов транспортировки газа по морским газопроводам в северных морях и программные комплексы «SGTM», «PIGTM», «Лед» и «SGPITM» вносят весомый вклад в разработку отечественных программных продуктов по моделированию процессов внефтегазовой отрасли и в решение задач освоения Арктики.Математическая модель и алгоритмы расчета внутреннего радиуса слоя и полей давления, скорости и температуры в слое жидкости при его расширенияв невесомости позволяют оценить реализуемость проекта создания космическихзеркал, определить требования к материалу слоя и к тепловому экранированиюдля поддержания температуры слоя выше температуры затвердевания материала. Эти результаты имеют практическое значение при разработке новых технологий использования солнечной энергии.Созданные в диссертации модели нестационарных неизотермических процес-6сов в движущихся многофазных средах и алгоритмы численного решения системуравнений этих моделей вошли в учебные дисциплины «Гидродинамика», «Основы моделирования движущихся сплошных сред», «Методы анализа устойчивостичисленных схем решения нелинейных задач» факультета ПМ–ПУ СПбГУ.
Результаты диссертационного исследования используются автором в учебном процессепри руководстве научно-исследовательской работой студентов, обучающихся понаправлениям: 01.04.02 — Прикладная математика и информатика. Модели нестационарных неизотермических процессов в движущихся средах и алгоритмы численного решения систем уравнений этих моделей используются при выполнениихоздоговорных работ по теме «Разработка алгоритмов программного обеспечения системы управления магистральными газопроводами» (договор № 9.
19. 1263.2016 от 01.08.2016).Методы исследования. При создании математических моделей, вычислительных алгоритмов и программных комплексов, представленных в диссертации,использовались классические методы механики сплошных сред, газовой динамики, неравновесной термодинамики, математической физики, аналитический ичисленный аппарат теории дифференциальных уравнений, численный анализ, современные компьютерные технологии.Положения, выносимые на защиту1. Математическая модель нестационарного неизотермического турбулентного течения смеси газов по морским газопроводам, включающая учет сверхвысоких давлений, состава газовой смеси, нестационарности процессов теплообмена; программный комплекс «SGTM» расчета стационарного варианта этой модели; решение задачи идентификации параметров модели, программный комплекс«PIGTM», реализующий этот алгоритм.2.
Математическая модель оледенения цилиндрической поверхности в морскойводе и методика выбора средней солености нарастающего морского льда и расчета его средних теплофизических характеристик. Модель нестационарного теплообмена потока газа с окружающей морской водой через многослойную стенкугазопровода в условиях оледенения его внешней поверхности.3. Алгоритмы численных решений систем уравнений нестационарных и квазистационарных моделей теплообмена и динамики оледенения многослойных областей в морской воде, программный комплекс «Лед», реализующий эти алгоритмы.Новые аналитические решения ряда задач динамики оледенения и теплообмена.4. Математическая модель транспортировки смеси газов по протяженномуморскому газопроводу в северных морях при сверхвысоких давлениях, включающая модель динамики оледенения; эффективный алгоритм численного решениясистемы уравнений этой модели и программный комплекс «SGPITM», реализующий алгоритм решения.5.
Результаты исследования влияния рельефа трассы, конструктивных и теплофизических параметров газопровода, условий на входе на поведение основных7характеристик потока смеси газов в неустановившихся режимах течения. Практические рекомендации по выбору параметров режимов на основе компьютерногомоделирования по программному комплексу «SGPITM».6. Математическая модель неизотермического расширения сферического слояжидкости в условиях невесомости.7. Алгоритм решения жесткого неавтономного нелинейного дифференциального уравнения, моделирующего изменение внутреннего радиуса расширяющегося сферического слоя жидкости; асимптотическое решение нелинейного сингулярно возмущенного уравнения динамики расширяющегося жидкого слоя; алгоритмчисленного решения уравнения конвективной теплопроводности в эйлеровых координатах на подвижной изменяющейся сетке.
Дифференциальное уравнение, моделирующее динамику средней по слою температуры и его приближенное аналитическое решение для одного из вариантов граничных условий проведения процесса расширения слоя жидкости. Решение задачи выбора режимов расширениясферического слоя в технологии создания космических зеркал.Достоверность новых математических моделей обеспечена корректным использованием аппарата механики сплошных сред, газовой динамики, неравновесной термодинамики и методов численного решения краевых задач математической физики; достоверность полученных аналитических решений обеспечена корректным использованием аппарата решения обыкновенных дифференциальныхуравнений и совпадением в частных случаях с известными аналитическими решениями; достоверность численных решений подтверждается совпадением в частных случаях с результатами других авторов и совпадением с высокой точностьюэтих решений с полученными в диссертации аналитическими решениями; достоверность результатов компьютерного моделирования по созданным программнымкомплексам подтверждена проверкой программных комплексов на тестовых задачах.Апробация работы.
Результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на различных конференциях, на заседаниях научных школи на научных семинарах: Всероссийском семинаре по аэрогидродинамике (2008г.), на международной научно-практической конференции «Шестые Окуневскиечтения», на XXXV III, XXXIX и XL международных научных конференциях«Процессы управления и устойчивость», на международной научной конференции по механике «V Поляховские чтения», на семинаре «Компьютерные методы в механике сплошных сред» (Computer Methods in Continuum Mechanics), наXLV международной научной конференции «Процессы управления и устойчивость» (CPS’14), на международной научно-практической конференции «Восьмые Окуневские чтения», на XLV I международной научной конференции «Процессы управления и устойчивость» (CPS’16), на международной конференции«Computer Technologies in Physical and Engineering Applications (ICCTPEA), 2014International Conference on», на международной научной конференции по механике «Седьмые Поляховские чтения», на 3-й международной конференции «Устой8чивость и процессы управления», посвященной 85-летию со дня рождения профессора, чл.-корр.
РАН В. И. Зубова (5–9 октября 2015 г),на международной конференции Physica. SPb/2016, на международной конференции «Суперкомпьютерныетехнологии математического моделирования» (SCTEMM 2016).Результаты работы докладывались на научном семинаре кафедры теплофизических основ судовой энергетики СПбГМТУ, неоднократно докладывались иобсуждались на научных семинарах кафедры вычислительных методов механики деформируемого тела, кафедры моделирования электромеханических и компьютерных систем факультета ПМ-ПУ СПбГУ, на кафедре гидроаэромеханикиматематико–механического факультета СПбГУ.В 2011 году работа автора была отмечена стипендией Президента РоссийскойФедерации.Публикации. Основное содержание диссертации достаточно полно отраженов 24 работах автора, 15 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, в том числе, 11 работ в ведущих рецензируемых отечественных изарубежных журналах, входящих в перечень ВАК РФ, и 4 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.
6 работ опубликованы в изданиях,индексируемых базами Web of Science и Scopus.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырехглав, заключения, списка литературы и приложения. Диссертация содержит 300страниц основного текста, 52 рисунка, 38 таблиц, список литературы включает191 наименование.Содержание работыВо введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированыцель и задачи исследования, его научная новизна, теоретическая и практическаязначимость полученных результатов и их достоверность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
