Номер Проекта  № 20-41-596001
Название Проекта «Пространственно-временная динамика и теплообмен в природных и технологических конвективных системах со свободно плавающими объектами»
Руководитель: Фрик Петр Готлобович

Аннотация

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы конвекции и теплообмена при наличии свободно плавающих, теплоизолирующих объектов. Актуальность проблемы обусловлена широким спектром природных и промышленных систем, в которых существенное влияние на структуру течения, процесс теплообмена и экологический баланс оказывают свободно плавающие тела (не только твердые) различной природы. В рамках проекта предлагается сфокусировать внимание на двух ключевых проблемах. В первую очередь это пространственно-временная динамика объектов искусственного происхождения, представляющих угрозу экологии, в том числе Пермского края. В силу отличных, от окружающей среды физико-химических свойств они существенно влияют на структуру конвективных течений и процессы теплопереноса, что в свою очередь определяет их пространственно-временную динамику. Источниками таких объектов являются утечки продуктов нефтепереработки, химических реагентов и выбросы больших объемов примесей (газовых или мелкодисперсных) в атмосферу или водоемы. Понимание динамики распространения таких опасных для экологии и безопасности людей объектов необходимо для их своевременной локализации и минимизации ущерба. Другим типом свободноплавающих объектов являются твердые массивы на поверхности жидкой фазы. На геологических масштабах, свободно плавающими, теплоизолирующими объектами являются континенты, плавающие на поверхности мантии, а на более реалистичных пространственных и временных масштабах речь может идти о динамике ледяных массивов или нефтяных пятен на поверхности водоемов. В рамках проекта планируется провести систематическое исследование закономерности пространственно-временной динамики свободно плавающих тел в конвективных системах, их влияния на процесс тепломассопереноса. Предлагается решить несколько конкретных задач. Во-первых, будет изучена пространственно-временная динамика плавающего теплоизолирующего тела с одной степенью свободы и его влияние на структуру конвективного течения и интенсивность теплопереноса. Для широкого интервала чисел Рэлея и для жидкостей с различным значением числа Прандтля будут исследованы осциллирующие и хаотические режимы для объектов различной формы, структуры и глубины погружения. Во-вторых, будут рассмотрены движения теплоизолирующих тел на поверхности жидкости в двухмерной постановке с целью выявления закономерностей сложной динамики теплоизолирующих объектов, плавающих на поверхности конвективного слоя. В-третьих, будут изучены системы с теплоизолирующими телами нейтральной плавучести в развитых конвективных течениях в замкнутых объемах. Данная задача рассматривает наиболее сложный случай, когда движение теплоизолирующих тел происходит в объеме жидкости (газа).

• Назад
• Вперед