Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлена новая концепция многофакторного моделирования фильтрации в техногенно измененных околоскважинных зонах (ОСЗ), объединяющая механическую кольматацию, фильтрационную деформацию скелета, термобарическое расширение породообразующих минералов и капиллярное защемление флюидов. Разработана обобщенная мультипликативная модель проницаемости:

позволяющая описывать радиальное и барическое распределения фильтрационных параметров. На основе анализа системы уравнений неразрывности и закона Дарси с переменными коэффициентами получены интегральные соотношения для расчета скин-фактора и дебита скважин. Установлено, что неучет совместного действия указанных механизмов приводит к систематическим относительным погрешностям (до 40–50 %) прогноза продуктивности в зонах максимального техногенного воздействия. Предложен дифференцированный подход к выбору методов интенсификации притока на основе идентификации доминирующего механизма поражения ОСЗ.

Проведены экспериментальные исследования по моделированию резорбции алмаза в процессе окислительного мантийного метасоматоза при давлении 6.3 ГПа, температуре 1000-1300 °С и fO₂ соответствующей буферам WM (вюстит-магнетит) и HM (гематит-магнетит). Кристаллы алмаза были помещены в агрегат форстерита и диопсида с добавлением воды в количестве от 1 мас. % до 4 мас. %. В результате были реализованы реакции окисления алмаза в системах «форстерит-алмаз-Н₂О» и «диопсид-алмаз-Н₂О» в твердофазной матрице, в соответствие с равновесиями EMOD (энстатит-магнезит/оливин-алмаз) и DCDD (доломит-коэсит/диопсид-алмаз). Изучено изменение морфологии резорбированных алмазов и состав новообразованных фаз в зависимости от содержания воды в системах. Установлено, что при относительно малых (до 2 мас. %) содержаниях воды в системе растворение/резорбция алмаза происходит преимущественно отрицательными тригонами и тригональными слоями. В результате полученные в процессе резорбции формы алмаза, подобны так называемым ламинарным ромбододекаэдрам или кристаллам октаэдрического габитуса с полицентрическим строением граней, которые традиционно относят к типичным ростовым формам алмаза. При более высоких концентрациях воды (4 мас. %) резорбция алмаза происходит с образованием дитригональных и щитовидных слоёв на гранях {111}, которые являются типоморфными для процессов растворения алмаза в водосодержащих расплавах и флюидах. Типичные округлые кристаллы алмаза в системе «форстерит-алмаз-Н₂О» не установлены вследствие неравномерной резорбции поверхности.

Эффективное управление тепловым режимом в современной компактной электронике требует использования поверхностей с контролируемой смачиваемостью и высокой капиллярной способностью. Несмотря на то, что лазерно-текстурированный кремний широко изучается с точки зрения его оптического отклика, смачивающие свойства этого материала и характеристики капиллярного транспорта остаются исследованными в меньшей степени. В представленной работе кремниевые пластины обрабатывались наносекундным Nd:YAG-лазером для получения двух типов текстурированных поверхностей: GraySi и BlackSi. Микроструктуры анализировались с точки зрения морфологии, смачиваемости и капиллярной способности с использованием числа впитываемости Wi . Поверхность BlackSi продемонстрировала значительно более высокую капиллярную способность ( Wi = 2.3) по сравнению с GraySi ( Wi = 1.3). Исследование поведения испаряющихся капель воды показало, что лазерное текстурирование сокращает время испарения за счет повышения гидрофильности и, что особенно важно, изменяет режим испарения: на поверхности BlackSi сохранялся режим постоянного радиуса контактной линии, тогда как на поверхности GraySi наблюдался переход к смешанному режиму.

Работа посвящена исследованию зависимости процесса кипения на пористом нагревателе от силы гравитации с помощью численной гибридной модели на основе метода решеточных уравнений Больцмана и уравнения переноса тепла. Для проверки модели сначала исследовалась динамика роста и отрыва одиночного пузыря при кипении на одиночном плоском нагревателе при различных величинах ускорения свободного падения (от 0.2 g до нормального g ). Полученные зависимости отрывного диаметра, частоты отрыва и усредненного теплового потока от силы гравитации подтвердили качественное соответствие с литературными данными. В результате моделирования процесса кипения на пористом нагревателе с упорядоченной структурой твердых теплопроводящих прямоугольных элементов были получены кривые кипения и зависимости коэффициента деградации теплообмена от теплового напора для различных значений ускорения свободного падения. Показано, что с уменьшением гравитации отводимый с пористого нагревателя тепловой поток уменьшается во всей области тепловых напоров, а кризис кипения начинается при меньшем тепловом напоре.

Методом просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения впервые измерена плотность жидких сплавов рубидий - свинец, содержащих 40, 45, 55 и 60 ат. % Pb, в интервале температур от ликвидуса до ~1000 K. На основании полученных результатов, а также данных для расплава Rb₅₀Pb₅₀, исследованного авторами ранее, построены концентрационные зависимости молярного объема, относительного избыточного молярного объема и объемного коэффициента теплового расширения для жидкой системы Rb - Pb. Эти зависимости сильно отклоняются от соответствующих зависимостей для идеальных растворов, что подтверждает тенденцию к образованию химического ближнего порядка в жидком состоянии.

В рамках работ по внедрению люминесцентных преобразователей давления (ЛПД) в арсенал используемых методов экспериментальной диагностики проведено численное моделирование течения в газодинамическом тракте аэродинамической установки применительно к задаче анализа ближнего поля звукового удара. Определены ожидаемые уровни давления от тестовой модели на поверхности прямой и искривленных измерительных пластин, являющихся подложкой для нанесения ЛПД. Показано, что изогнутая пластина обеспечивает увеличенную площадь измерительной базы относительно плоской пластины, однако последняя дает меньшую погрешность измерений.

В настоящей работе представлены результаты предварительного моделирования вероятности осаждения капель с учетом индивидуальных анатомо-физиологических особенностей пациента и температуры поверхности тела. Математический аппарат для численного моделирования включает систему дифференциальных уравнений неразрывности, энергии, движения несущей и дисперсной фазы (аэрозоля). Установлено, что повышение температуры поверхности тела с 36.6 до 39 °С увеличивает скорость испарения аэрозолей не более чем на 5 %, уменьшая их диаметр и перераспределяя осаждение между главными бронхами. Показано, что физиологическое строение трахеобронхиального дерева (ТБД) критически влияет на асимметрию осаждения: для конфигураций с выраженной анатомической асимметрией разница в осаждении между правым и левым бронхом достигает 60 - 80 %, тогда как для симметричной конфигурации она не превышает 10 %. Полученные результаты обосновывают необходимость персонализации ингаляционной терапии на основе учета температуры поверхности тела и индивидуальной анатомии пациента, что открывает возможности для повышения эффективности лечения бронхолегочных заболеваний.

Экспериментально исследованы процессы формирования и сортировки микрокапель в массиве детерминированного бокового смещения (DLD) в потоках несмешивающихся жидкостей. Показано, что при движении крупных снарядов дисперсной фазы вдоль DLD-массива происходит отрыв дочерних микрокапель по механизму, демонстрирующему сходство с режимом tip-streaming. Установлено, что микрокапли преимущественно следуют линиям тока и распределяются между выходными каналами DLD-чипа, тогда как крупные снаряды движутся вдоль траекторий смещения, определяемых геометрией массива. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования DLD-массивов для одновременного формирования и сортировки микрокапель.

В работе применен метод нейросуррогатной оптимизации для уточнения скелетного химико-кинетического механизма KCPsur, предсказывающего скорость горения модельного 4-х компонентного суррогатного авиационного топлива SU4 (смесь н-декана, изоцетана, метилциклогексана и тетралина). Многослойный перцептрон, обученный на 34 вариациях 5-и предэкспоненциальных множителей констант скоростей химических реакций, имеющих наибольший коэффициент чувствительности ламинарной скорости горения (flow rate A-factor sensitivity) в 27 контрольных точках, использовался взамен времязатратных расчетов скорости распространения ламинарных пламен в пакете программ CHEMKIN. Для оптимизации констант скоростей выбранных реакций, ответственных за превращение тетралина, применялся метод градиентного спуска, что позволило получить уточненный механизм KCPsur_neural. Новая химико-кинетическая модель более точно описывает скорость распространения ламинарного пламени (LBV) смесей керосина с воздухом в бедных и околостехиометрических условиях ( φ = 0.70 - 1.05) при давлениях до 8 атм, превосходя по точности исходный KCPsur и, в некоторых случаях, детальный механизм CRECK. Важной особенностью KCPsur_neural является его способность корректно описывать профили концентраций ряда важных интермедиатов в пламени смеси SU4/O₂/Ar, что указывает на слабое влияние констант скоростей уточненных реакций на структуру изученных пламен. Это открывает возможность использования в дальнейшем двух независимых нейросуррогатных моделей для оптимизации механизмов горения топлив: одной - для их оптимизации в отношении LBV, другой - для описания структуры пламени с формированием отдельных обучающих выборок меньшей суммарной размерности. Показано, что предложенный подход обеспечивает ускорение оптимизации констант скоростей реакций примерно в 10⁶ раз при использовании ограниченной обучающей выборки. Результаты демонстрируют высокую эффективность использования машинного обучения для преодоления ригидности сокращенных моделей горения и расширения их применимости до условий, релевантных для камер сгорания авиационных двигателей. Гражданская авиация представляет собой один из ключевых секторов мировой экономики, демонстрирующий устойчивый среднегодовой темп прироста на уровне 5 - 10 % [1]. Согласно данным международных организаций, совокупная доля выбросов парниковых газов, приходящаяся на авиацион

Проведено численное исследование динамики ударных волн в дальнем поле от тонкого тела вращения с диском. Диск размещен перед телом под углом к набегающему потоку воздуха. Показана возможность уменьшения интенсивности ударных волн в дальнем поле. Увеличение скорости набегающего потока уменьшает диапазон изменения углов наклона диска, в котором можно добиться снижения интенсивности ударных волн.