В ТГУ усовершенствовали исследование ракетных двигателей

Молодой ученый ТГУ усовершенствовал алгоритм расчета процессов в ракетных двигателях. Теперь расчет займет всего два часа и будет гораздо точнее, чем раньше.

Маленький космический ликбез. Современные ракетные двигатели на твердом топливе имеют заряды сложной формы и геометрии. Течение газов внутри камеры сгорания может подкидывать неприятные сюрпризы – к примеру, возможно наличие пульсаций давления, образование вихревых структур и застойных зон. Экспериментальное исследование этих процессов имеет определенные трудности – они связаны со скоротечностью, высокими температурами и давлением. Именно поэтому использование методов математического моделирования является важнейшим компонентом исследований подобных процессов.

Ранее Александр Кирюшкин, аспирант физико-технического факультета Томского государственного университета, под руководством профессора кафедры математической физики ФТФ ТГУ Леонида Минькова разработал алгоритм. Он позволяет увеличить точность полученных результатов и, как следствие, снизить количество трудоемких экспериментов. Дополнительно появляется возможность для прорывного моделирования конфигураций твердого топлива – ранее их расчет был либо проблематичен в реализации, либо давал некорректные результаты. Разработку молодого ученого поддержал Роскосмос. Однако и она требует много времени для расчетов. Все дело в детализированности, которой не было в существующих методиках.

- На рабочих компьютерах расчет одной конфигурации может занимать до одной недели, что непозволительно для стадии проектирования, когда нужно быстро рассмотреть много различных конфигураций. С другой стороны, не всегда имеется доступ к использованию высокопроизводительных вычислительных кластеров. Поэтому мы параллелизировали и оптимизировали алгоритм, — рассказывает о модернизации алгоритма Александр Кирюшкин.

Применение параллельной реализации позволило достичь высокой производительности. Это значительно сократило время работы алгоритма — до 1-2 часов. Результаты расчетов алгоритма томским ученых точнее существующих на 20% — это очень хорошие показатели.