Сегодня - 27.01.2020

Сибирские ученые диагностируют воду и пламя

24 января 2017
 
Ученые Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе развивают методы панорамной оптической диагностики течений воздуха, различных газов и жидкостей, а также пламён. Такие технологии применяются в сфере двигателестроения и энергетики, и в области их разработки институт является российским и одним из мировых лидеров.
 
«От организации потоков жидкости и газа в различных технологических установках многое зависит. Если мы сможем получать характеристики происходящих там явлений, то с помощью различных воздействий будем способны управлять ими и, как следствие, процессами тепломассообмена, интенсивностью горения и так далее», — поясняет заместитель директора ИТ СО РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Маркович Маркович. 
 
Такие методы диагностики развиваются в институте достаточно давно. Смысл их в следующем: на основе анализа смещения оптических неоднородностей в потоках за фиксированные интервалы времени определять динамические характеристики. Оптические неоднородности могут иметь разную природу: изображения трассерных частиц, освещаемых лазером, или градации яркости, получаемые как результат изменения коэффициента преломления в областях с различной плотностью — это известные специалистам принципы теневых методов. «Зачастую для реализации данных методов требуется достаточно сложное оборудование: современные лазеры, цифровые камеры», —  комментирует Дмитрий Маркович. Но главное ноу-хау, по словам ученого, — алгоритмы компьютерной обработки информации и построения моделей. 
 
В последнее время исследователи используют не плоскостные способы — так называемую методику лазерного ножа, — а объемные. Рассеянным излучением засвечивается весь поток, и с помощью нескольких камер, зная некоторые калибровочные закономерности, можно проанализировать изображение. Это так называемая малоракурсная оптическая томография. Как отмечает Дмитрий Маркович, здесь в ход идет математика, решение обратных некорректных задач: «Восстанавливая во всем объеме поле наших неоднородностей, по их сдвигу за определенное время мы определяем распределение скоростей».
 
Как говорит ученый, ИТ СО РАН проводит такие эксперименты на полупромышленных установках, в том числе в интересах российских двигателестроительных компаний. «Например, есть потребность в диагностике турбулентных течений в межлопаточном пространстве турбины и компрессора, в камере сгорания, — комментирует Дмитрий Маркович. —  Кроме того, уже несколько лет по нескольким программам мы сотрудничаем с некоторыми организациями Роскосмоса. Один из проектов — оснащение исследовательских аэродинамических труб такими комплексами для диагностики. Мы внедрили несколько систем, провели ряд совместных работ — в частности, помогаем в отработке изделий ракетно-космической техники. Сейчас разрабатываем технологии измерения давления на поверхности обтекаемых элементов». 
 
«Наука в Сибири»
 
Поделись с друзьями: 

Система Orphus