"Комплексная расчетно-экпериментальная методология для исследования нелинейных, нестационарных и взаимосвязанных процессов тепло- и массообмена в конструкционных элементах теплонагруженных систем"

В ходе исследований была разработана комплексная методология для математического моделирования процессов тепло- и массоообмена в теплонагруженных конструкциях и обработки данных экспериментальных исследований проводимых на стендовом оборудовании для идентификации тепловых и массообменных процессов в перспективных теплотехнических материалах и конструкциях.
Для современных технических систем (энергетических (тепловых и ядерных), аэрокосмических, металлургических, химического производства и др.) характерны конструкции, работающие в условиях интенсивных, часто экстремальных тепловых воздействий. Общая тенденция развития техники связана с увеличением числа критических теплонагруженных технических объектов, с ужесточением условий их теплового нагружения при одновременном повышении безопасности и ресурса.. Для подобных техногенных систем (различных энергетических установок, теплообменных аппаратов, металлургических систем, химических ректоров, двигателей и т.д.) обеспечение тепловых режимов является одним из важнейших разделов проектирования, определяющим основные проектно-конструкторские решения. Характерными особенностями современных теплонагруженных конструкций являются нестационарность, нелинейность, многомерность и сопряженный характер процессов тепломассообмена. Эти особенности ограничивают возможность использования многих традиционных расчетно-теоретических и экспериментальных методов. Поэтому при создании новых перспективных систем и безопасной эксплуатации существующих следует как разрабатывать и внедрять новые подходы к исследованиям, так и совершенствовать существующих методики исследований. Приоритетным и общим направлением в развитии теоретических и экспериментальных основ исследования тепловых режимов и обеспечения безопасности функционирования критических систем следует считать разработку и широкое внедрение методов математического и физического моделирования теплового состояния исследуемых объектов и, особенно, экспериментально- теоретических методов диагностики, основанных на решении обратных задач тепломассообмена. Исследования последних лет показали, что использование такого подхода является наиболее перспективным и плодотворным. Он позволяет учитывать реально существующие эффекты нестационарности и нелинейности тепломассообменных процессов, обладает высокой информативностью и дает возможность проводить исследования, максимально приближенные к натурным, или непосредственно при эксплуатации объектов в ральном масштабе времени.
Современные подходы к проблеме регулирования теплового состояния больших технических систем предполагают широкое применение методов математического и физического моделирования. Однако проведение математического моделирования невозможно без достоверной информации о внешнем теповом воздействии на анализируемые объекты. В большинстве практических случаев прямое измерение теплового состояния конструкций (особенно сложного состава) является невозможным.