Registration Number
0824U000011, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
01-12-2023
popup.evolution
.
Title
Models, methods and means of mathematical modeling of dynamic states of vapor-liquid two-phase systems
Author
Daria Lys,
popup.head Serhii Polozhaienko
popup.opponent Volodymyr Fedorchuk
popup.opponent Volodymyr Palahin
popup.review Olena Arsirii
popup.review Nataliia Komleva
popup.rada
Odesa Polytechnic National University
Description
Лись Д. А. Моделі, методи та засоби математичного моделювання динамічних станів парорідинних двофазних систем. − Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 121 ― Інженерія програмного забезпечення. ― Національний університет «Одеська політехніка», Одеса, 2023.
В роботі було вирішено важливу науково-практичну задачу, яка полягає у створенні моделей та методів числового моделювання динамічних станів парорідинних двофазних систем ― ґрунтуючись на підході узагальнення, а також у розробці інструментальних програмно-алгоритмічних засобів моделювання, які забезпечують конструктивний розв’язок задач в практиці досліджень та інженерних розрахунків для широкої гами енергетичних процесів і об’єктів природного походження та технологічного призначення.
За результати дослідження низки промислово важливих (зокрема, в енергетиці, добувній, хімічній, переробній галузях промисловості тощо) та поширених у природі (наприклад, рух ґрунтових вод, розповсюдження рідких та газо- і пароподібних забруднень, випаровування з відстійників та фільтраційних споруд тощо) процесів і об’єктів показано, що їх фізичний перебіг визначають динамічні стани у парорідинних двофазних системах. При цьому було відзначено, що хвильова динаміка двофазних систем являє собою новий розділ механіки гетерогенних систем та теплофізики, який набуває останнім часом інтенсивного розвитку.
Разом з тим було зазначено, що брак розвинутої теоретичної бази та вичерпних практичних досліджень у цій області потребують залучення сучасних результатів нелінійної хвильової динаміки, розробки нових способів врахування міжфазної взаємодії, використання сучасних моделей хвильових рухів, зокрема таких як «ударні хвилі» та «пакетні хвилі». Водночас показано дієвість та конструктивність застосування апарату варіаційних нерівностей для розробки адекватних математичних моделей нерівновагових динамічних станів парорідинних двофазних систем.
Виконано аналіз питань математичного опису та машинних методів математичного моделювання динамічних станів парорідинних двофазних систем, який дозволив визначити проблематику задач теоретичного та практичного характеру, що виникають при цьому.
Запропоновано та узагальнено математичні моделі рівновагових та нерівновагових динамічних станів парорідинних двофазних систем для найбільш поширених їх проявів: режиму утворення та розповсюдження хвиль, бульбашкового режиму та випадку з границею розділу компонент у рідинній складовій. Також запропоновано методи їх (моделей) числової реалізації, саме: для рівновагових динамічних станів метод зводиться до дискретизації неперервних математичних моделей за явно-неявною схемою та подальшого розв’язування результуючої системи дискретних алгебраїчних рівнянь за ітераційним процесом Зейделя, а для нерівновагових динамічних станів метод полягає у розв’язуванні оптимізаційної задачі і зводиться до пошуку максимуму функції Гамільтона, записаної для розширеної узагальненої математичної моделі досліджуваного динамічного стану.
Розроблено комплекс комп’ютерних проблемно-орієнтованих інструментальних програмних засобів моделювання за допомогою яких виконано числове дослідження запропонованих математичних моделей рівновагових та нерівновагових динамічних станів парорідинних двофазних систем при розв’язування низки реальних прикладних задач, що підтвердило коректність та спроможність цих моделей для практичного застосування.
Ключові слова: динамічний стан, парорідинна двофазна система, хвильовий процес, бульбашковий режим, математична модель, моделювання, числовий метод.
Registration Date
2024-01-01
popup.nrat_date
2024-01-01 / 2026-07-01
