|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Математическое моделирование электролиза и электрокинетических процессовНИР
Mathematical simulation of electrolysis and electrokinetic processes
- Руководитель НИР: Савенкова Н.П.
- Ответственные исполнители: Складчиков С.А., Шобухов А.В.
- Участники НИР: Анпилов С.В., Калмыков А.В., Складчиков С.А., Шобухов А.В.
- Подразделение: Лаборатория математического моделирования в физике
- Срок исполнения: 1 января 2016 г. - 31 декабря 2020 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 2.14.16
- Номер ЦИТИС: АААА-А16-116031610086-9
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Математическое моделирование и численные методы
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Технологии поиска, разведки, разработки месторождений полезных ископаемых и их добычи
-
Рубрики ГРНТИ:
- 27.35.21 Математические модели гидродинамики
- 27.35.29 Математические модели магнитной гидродинамики
- 27.35.37 Математические модели электродинамики движущихся сред
- 27.35.45 Математические модели теплопроводности и диффузии
- 27.35.46 Математические модели конвекции
- 27.35.47 Уравнения переноса
- 27.41.19 Численные методы решения дифференциальных и интегральных уравнений
- 31.15.33 Электрохимия
-
Ключевые слова:
электролиз алюминия, электрокинетические течения, неустойчивость электролита
electrokinetic flows, aluminium electrolysis, electrolyte instability -
Описание:
Разработка математических моделей сформулированных выше задач. Создание новых численных методов решения на основе теории разностных схем. Изучение устойчивости магнитогидродинамических, электрохимических и электродиффузионных процесссов в электролитах. Реализация алгоритмов решения на многопроцессорных компьютерах.
-
Abstract:
Construction of mathematical models for the problems described above. Development of the new finite difference schemes for solving them numerically. Stability investigation of the magnetohydrodynamical, electrochemical and electrodiffusive processes in electrolytes. Implementation of the parallel algorithms for the multiprocessor computers.
-
Планируемые результаты:
Создание математической модели и вычислительного комплекса, реализующего ее,которая позволит с достаточной степенью адекватности проводить численные эксперименты по изучению всех основных динамических процессов в электролизной ванне во взаимодействии с целю увеличения выхода алюминия по току.
-
Научный задел:
Различными способами проведено математическое моделирование распределения давления в рабочем пространстве ванны алюминиевого электролизера. Результаты сопоставлены с натурным экспериментом и между собой. Проведён сравнительный анализ МГД-стабильности электролизёра Содерберга и многоанодного электролизёра с обожжёнными анодами. Проведено математическое моделирование динамики жидкости внутри объёма сложной формы и на его поверхности. На основе математического моделирования проведено исследование зависимости МГД-стабильности ванны от формы рабочего пространства. Проведено трёхмерное моделирование движения жидкости в кольцевом канале под действием воздушных потоков. Впервые проведено математическое моделирование основного и отражённого солитонных решений трёхмерной задачи Гросса-Питаевского.
- Добавил в систему: Врагова Елена Юрьевна
Соисполнители НИР
| МГУ имени М.В. Ломоносова | Координатор |
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Математическое моделирование электролиза и электрокинетических процессов |
| Результаты этапа: Построены математические моделей движения электролита в сильных магнитных и электрических полях. Разработаны разностные схемы повышенной точности, в том числе удобные для реализации на параллельных компьютерах. Исследована устойчивость решений в моделях МГД-, электрохимических и электродиффузионных процессов. | ||
| 2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Математическое моделирование электролиза и электрокинетических процессов |
| Результаты этапа: Исследованы математические моделей движения электролита в сильных магнитных и электрических полях. Протестированы разностные схемы повышенной точности, реализованные на параллельных компьютерах. Построена бифуркационная диаграмма ветвления решений в моделях электрохимических и электродиффузионных процессов. | ||
| 3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Математическое моделирование электролиза и электрокинетических процессов |
| Результаты этапа: 1. На основе построенной на предыдущем этапе математической модели электролиза исследовано возникновение и затухание автоколебаний электролита в электролизере со свободной границей. 2. Проведено численное исследование формирования волн в изогнутом канале и распределения давления в нём. 3. Продолжались работы по математическому моделированию вихревых структур, возникающих при электрическом разряде. 4. Изучена возможность построения модели движения электролита методами молекулярной динамики. | ||
| 4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Математическое моделирование электролиза и электрокинетических процессов |
| Результаты этапа: Математическое моделирование изменения формы рабочего пространства на различных этапах процесса электролиза алюминия в зависимости от температуры и состава криолита. Написание и отладка программы для построенной математической модели электрокинетической неустойчивости, проведение тестовых расчетов. | ||
| 5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Математическое моделирование электролиза и электрокинетических процессов |
| Результаты этапа: Построена подробная математическая 3D модель промышленного электролизера. На ней отработан метод предотвращения анодного эффекта. Даны рекомендации по повышению чистоты первичного алюминия. Создана модель медико-биологического микромиксера. С помощью разностных схем высокой точности получено подробное описание гидродинамики микроканалов. Установлен ряд практически важных зависимостей в работе моделируемого устройства. Изучена динамика жидких лекарственных препаратов, вводимых в заднюю камеру глаза в область стекловидного тела. Использовалась трехмерная трехфазная математическая модель гидродинамики глаза. Это позволило определить оптимальные места укола для достижения максимального воздействия различных препаратов. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".