Сотрудники Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН освоили отечественное программное обеспечение FlowVision. Мультидисциплинарный пакет необходим для создания сложных моделей физических экспериментов, в частности для исследования процессов обледенения поверхностей летательных аппаратов. В перспективе базовый курс по работе с российским ПО войдет в учебную программу для студентов НГУ.
Обледенение происходит при околонулевых температурах окружающей среды в условиях тумана или облачности на поверхностях транспортных средств (автомобильный, железнодорожный транспорт, авиация) и технических сооружениях (ЛЭП, здания и так далее). Образование льда может значительно влиять на их работоспособность и безопасность. Интенсивность появления и форма льда на поверхностях объектов значительно зависят от параметров окружающей среды, а также от материала и формы обтекаемого тела.
Исследования по предсказыванию и эффективной борьбе с обледенением проводятся в ИТПМ СО РАН. Здесь конструируют климатическую установку, которая позволит создавать соответствующие условия и проводить эксперименты. Но для этого предстоит разработать прикладные методы, подкрепленные численными расчетами.
Интерфейс программного обеспечения
Для этих целей ученые используют отечественный программный пакет FlowVision, который дает возможность комплексно моделировать все значимые физические процессы: многофазное обтекание поверхности и фазовые переходы. «В нашем программном пакете моделируются не только жидкостные и газовые среды, но также фазовые переходы, механика сплошных сред, электромагнитные взаимодействия, — рассказал заместитель директора компании «ТЕСИС» Александр Евгеньевич Щеляев. — Функционал FlowVision позволяет учитывать и сопутствующие физические явления, такие как химические реакции, турбулентность, тепломассообмен, излучения. Всё это моделируется как отдельно, так и совместно для многосоставных моделей. Даже если чего-то не хватает в конкретных случаях, то это возможно интегрировать в ПО».
Тесные партнерские отношения с компанией «ТЕСИС» институт завязал еще несколько лет назад. Для сотрудников ИТПМ СО РАН, часто имеющих дело с мультидисциплинарными задачами, такой инженерный инструмент стал хорошим подспорьем. Его используют в том числе и в инженерной работе для предварительной проверки условий эксперимента. «Конкретно мне этот пакет интересен для моделирования экспериментов в области магнитной газодинамики, — добавил старший научный сотрудник ИТПМ СО РАН кандидат физико-математических наук Михаил Андреевич Ядренкин. — Я изучаю динамику плазмы в магнитном поле на быстрых импульсных установках. Для этого всегда нужно численное сопровождение, а в некоторых расчетах FlowVision даже превосходит западные аналоги».
Когда лицензионное ПО установили на кластере института, переход на новую систему с непривычной логикой построения моделей и непривычными подходами для многих сотрудников оказался непростым. «В результате переговоров мы пришли к общему пониманию необходимости проведения обучающих курсов для сотрудников институтов, — сказал Михаил Ядренкин. — Откликнулось около 20 участников из ИТПМ СО РАН и Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН: аспиранты, молодые кандидаты и опытные исследователи, доктора наук».
Специальные курсы по обучению работе во FlowVision преподаватели из «ТЕСИС» провели на базе Новосибирского государственного университета. В настоящее время аудитория пользователей программного комплекса расширяется, в том числе и на образовательную среду. В перспективе познакомиться с функционалом FlowVision смогут и студенты кафедры аэрофизики и газовой динамики физфака НГУ.
«Наука в Сибири»
Изображение предоставлено исследователями