Аспирант физико-технического факультета Томского государственного университета Александр Кирюшкин совместно с профессором кафедры математической физики ФТФ ТГУ Леонидом Миньковым усовершенствовал алгоритм расчета внутрикамерных процессов в ракетных двигателях, существенно увеличив его точность и сократив время работы до 2-х часов. Результаты работы томских ученых представлены в журнале «Компьютерные исследования и моделирование» (Scopus, Q3).  

Как правило, современные ракетные двигатели на твердом топливе (РДТТ) имеют заряды сложной формы, характеризующиеся трехмерной либо осесимметричной геометрией. Течение газов внутри камеры сгорания может носить сложный характер: возможно наличие пульсаций давления, образование вихревых структур и застойных зон. Экспериментальное исследование процессов, происходящих в РДТТ, связано с определенными трудностями из-за их скоротечности, высоких температур и давлений. В связи с этим использование методов математического моделирования является важнейшим компонентом исследований подобных процессов. 

Схема бессоплового РДТТ: 1 — ось симметрии; 2 — выходное сечение; 3 — стенки; 4 — начальное положение горящей поверхности; 5, 6 — граница металлического вкладыша 

При поддержке гранта РФФИ томские ученые разработали алгоритм, который позволяет увеличить точность полученных результатов, что способствует снижению количества трудоемких экспериментов. Дополнительно появляется возможность моделирования конфигураций твердого топлива, расчет которых с помощью существующих методик был либо проблематичен в реализации, либо давал некорректные результаты. Однако использование данного алгоритма требует много времени для расчетов — из-за его детализированности по сравнению с существующими. 

Александр Кирюшкин 

— На рабочих компьютерах расчет одной конфигурации может занимать до одной недели, что непозволительно для стадии проектирования, когда нужно быстро рассмотреть много различных конфигураций. С другой стороны, не всегда имеется доступ к использованию высокопроизводительных вычислительных кластеров. Поэтому мы параллелизировали и оптимизировали алгоритм с использованием графических процессоров NVIDIA и технологии CUDA, — рассказал о модернизации алгоритма Александр Кирюшкин.

Применение параллельной реализации позволило достичь производительности 3 Тфлопс (3х1012) операций над числами с плавающей точкой в секунду. Это значительно сократило время работы алгоритма — до 1-2 часов. При сравнении результатов расчетов алгоритма, разработанного томскими учеными, с существующими разница составила 20%, что подтверждает большую точность описания.​ 

Источник: пресс-служба ТГУ.

Похожие новости

  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    2414
  • 25/02/2021

    Томские учёные придумали, как ускорить системы технического зрения беспилотников

    В области создания автономных беспилотников одной из серьёзных, но пока еще не решённых проблем остаются большие габариты бортового компьютера, обеспечивающего интеллектуальную навигацию. Чтобы обойти ограничения по весу и размеру, учёные факультета инновационных технологий Томского госуниверситета разрабатывают принципиально новые алгоритмы вычислений.
    491
  • 02/03/2021

    Ученые НГТУ НЭТИ и ИХТТМ СО РАН создали стенд для испытаний деградации аккумуляторов электромобилей

    Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ создали лабораторную установку для испытаний литиевых аккумуляторов (ЛИА) для электромобилей с целью определения деградационной стойкости аккумуляторов.
    884
  • 06/07/2021

    ТГУ разрабатывает концепцию НЦМУ по государственной безопасности

    В рамках экспертного форума U-NOVUS 2021 при координации Томского государственного университета прошло обсуждение перспектив создания Центра развития науки, технологий и образования в области обеспечения безопасности государства.
    1092
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    865
  • 28/12/2020

    Александр Матвеев: «Нашему коллективу по плечу достижение амбициозных целей»

    ​​Александр Матвеев, руководитель Инженерной школы энергетики, рассказал, каким был для коллектива 2020 год, а также о задачах и планах на будущее. ​   В 2020 году глобальной задачей для нашей школы и всего университета стало обеспечение учебного процесса в невероятно сложных условиях пандемии без потери качества образования.
    693
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    1150
  • 24/03/2021

    Учёные ТПУ нашли способ эффективнее прогнозировать свойства изотопологов диоксида хлора

    Ученые Томского политехнического университета провели исследование изотопа 35ClO2 и разработали математическую модель и программное обеспечение, которые позволяют предсказывать его характеристики в десятки раз точнее по сравнению с известными результатами.
    461
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1829
  • 17/03/2021

    «Начинку» датчиков для беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в ТПУ аспиранты из Вьетнама

    Электронные компоненты датчиков для автономной навигации беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в Томском политехническом университете молодые ученые из Вьетнама Ло Ван Хао и Буй Дык Бьен.
    585