В природе и технике перенос тепла и массы чаще всего осуществляется турбулентными потоками. Точное предсказание закономерностей турбулентного тепломассопереноса долгое время оставалось проблематичным, но новая модель, разработанная исследователями из Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ, означает значительный шаг к ее решению.

"Ученые <...> ТПУ разработали новую гибридную высокопроизводительную математическую модель, которая позволит анализировать турбулентные термогравитационные течения", – отмечается в сообщении пресс-службы университета.

Эта модель предоставляет гораздо более удобные и высокопроизводительные вычисления, особенно при использовании на графических ускорителях (GPU). Она обладает улучшенной вычислительной производительностью, упрощает работу за счет отсутствия необходимости решать стационарное уравнение неразрывности на каждом шаге по времени и потребляет меньше оперативной памяти.

"Результаты вычислительных экспериментов показали, что наш гибридный алгоритм сходится более чем в четыре раза быстрее по сравнению с традиционными численными методами механики сплошных сред. Это открывает новые перспективы в проектировании энергосберегающих систем отопления и контроля микроклимата помещений в режиме реального времени", – сообщает старший научный сотрудник Исследовательской школы ТПУ Александр Ни.

По информации ученых, следующая цель – усложнение алгоритма путем трехмерной постановки задач, учета лучистого и сопряженного теплообмена для максимального приближения вычислительной модели к реальным инженерным приложениям. Например, таким как панельно-лучистое отопление/охлаждение жилых и административных помещений, мониторинг микроклимата в больничных палатах и операционных. Кроме того, ученые хотят внедрить в модель нейросети. Это позволит получить быстрые и точные решения в вопросах пожарной безопасности и распространения токсичных веществ.