AP26103767 – Гидродинамикалық процестерді заманауи математикалық модельдеуге және жасанды интеллектке негізделген ортадан тепкіш сорғыларды жобалау әдістерін оңтайландыру
Мақсаты – орталықтан тепкіш сорғыда болатын ағынның қозғалысын және процестерін сипаттайтын гидродинамикалық модельді әзірлеу, сондай-ақ есептеулерді жылдамдату үшін жасанды интеллект арқылы гибридті тәсілді пайдалануды зерттеу.
Жобаның өзектілігі: Бұл жобаның өзектілігі сорғыларды дәстүрлі зертханалық оңтайландыруға байланысты уақыт пен қаржылық шығындардың жоғары болуымен түсіндіріледі, өйткені бұл көптеген физикалық прототиптерді жасауды талап етеді. Математикалық модельдеу тиімді балама болып табылады, алайда ол турбуленттілік сияқты күрделі гидродинамикалық процестерге байланысты үлкен есептеу ресурстарын қажет етеді. Әрбір модельдеу миллиондаған түйіндері бар үлкен есептеу торларында бірнеше дифференциалдық теңдеулерді шешуді қамтиды, бұл есептеу уақытын айтарлықтай арттырады. Әртүрлі шығындар мен геометриялық параметрлер бойынша сорғы жұмысын бағалау қажеттілігі есептеу жүктемесін одан әрі көбейтеді. Нәтижесінде оңтайландыру процестері өте ұзақ әрі ресурсты көп қажет ететін болып, инженерлік шешімдердің дамуын баяулатады. Сондықтан бұл жоба нейрондық желілер мен параллельді есептеулер сияқты заманауи әдістерді қолдану арқылы модельдеу процесін жеделдетуге және жоғары дәлдікті сақтауға бағытталғандықтан аса өзекті болып табылады.
Ғылыми жетекші: Ph.D. докторы, Шаяхметов Нурлан Муратханович
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер: Жоба аясында орталықтан тепкіш сорғыларды жобалау және модельдеу әдістерін талдау бойынша маңызды нәтижелерге қол жеткізілді. Теориялық, эмпирикалық, сандық, эксперименттік және біріктірілген тәсілдерді қамтитын 70-тен астам ғылыми жарияланым негізінде егжей-тегжейлі әдеби шолу дайындалды. Зерттеу барысында теориялық-аналитикалық және эмпирикалық-гидравликалық әдістердің негізгі артықшылықтары мен шектеулері, әсіресе олардың шектеулі қолданылуы және эксперименттік деректерге тәуелділігі анықталды. Есептік гидродинамикаға (CFD) негізделген заманауи сандық әдістер, соның ішінде RANS, LES және DNS модельдері талданып, олардың турбуленттілік, кавитация және энергия шығындары сияқты күрделі гидродинамикалық процестерді модельдеу мүмкіндіктері бағаланды. RANS модельдері 3–10% дәлдікпен және салыстырмалы түрде төмен есептеу шығындарымен дәлдік пен тиімділіктің оңтайлы теңгерімін қамтамасыз ететіні анықталды. LES әдістері жоғары дәлдік (1–2%) және ағынның уақытқа тәуелді құрылымдарын жақсырақ көрсету мүмкіндігін береді, бірақ есептеу ресурстарын көп талап етеді. DNS модельдері ең жоғары дәлдікті (1%-дан төмен қателік) қамтамасыз етеді, алайда есептеу шығындарының өте жоғары болуына байланысты өндірістік қолдану үшін тиімсіз. Турбуленттілік модельдері дәлдік пен есептеу жылдамдығы бойынша салыстырмалы түрде талданып, модель таңдауы дәлдік пен ресурстар арасындағы ымыра екенін көрсетті. Сонымен қатар, сандық модельдерді валидациялау және олардың сенімділігін арттыру үшін эксперименттік әдістердің маңыздылығы атап өтілді. Аналитикалық, сандық және эксперименттік әдістерді біріктіретін кешенді тәсілдер жобалау дәлдігін арттыруда ең тиімді екені анықталды. Жалпы алғанда, жоба орталықтан тепкіш сорғыларды заманауи есептеу технологиялары негізінде оңтайландыру үшін берік ғылыми-әдістемелік негіз қалыптастырды.