{"title":"НОВЫЕ АЛГОРИТМЫ И СТРУКТУРЫ ДАННЫХДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ЧИСЛЕННЫХ СХЕМ В СТАНДАРТЕ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ C++23","authors":"В. Г. Крупкин, Г. Н. Мохин","doi":"10.30826/ce24170112","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170112","url":null,"abstract":"В новую версию стандарта и библиотеки стандартных шаблонов (STL, Standard Template Library) языка программирования C++, вышедшую в конце 2023 г., включены новые алгоритмы и структуры данных. В статье описана работа с этими новыми возможностями: многомерными массивами (std::mdspan) и функциями библиотеки линейной алгебры (std::linalg). С их помощью открываются новые возможности ускорения численных схем для научных расчетов, в том числе для моделирования задач горения на персональных компьютерах и высокопроизводительных кластерах. Показано, что внедрение новых функций позволяет существенно сократить затраты на проектирование, написание и отладку кода, который может быть объектно-ориентированным и допускает повторное использование на разных архитектурах. При этом производительность вычислений остается на прежнем низком уровне процедурных подходов к программированию в стиле языка C. В качестве примера применения указанных возможностей приведены результаты расчета зажигания прямого угла поверхностью постоянной температуры.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"15 6","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140409450","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ ВОДОРОДА НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПИРОЛИЗ ЭТАНА В УСЛОВИЯХ АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ","authors":"И. В. Билера","doi":"10.30826/ce24170104","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170104","url":null,"abstract":"Исследовано влияние добавки водорода на окислительный пиролиз этана в условиях адиабатического сжатия в области температур 1180-1420 К. Состав исследуемой смеси: C2 H6/O2/H2/N2 == 2,0/0,7/0,7/96,6 %(об.), коэффициент избытка окислителя α = 0,095. Диапазон степеней превращения по сумме продуктов 32,6%-85,2%. Определены основные (этилен, водород, метан и СО) и второстепенные продукты реакции, в том числе предшественники сажеобразования (ацетилен и его гомологи, диены С3-С5 и бензол). Сажи в продуктах обнаружено не было. Получены зависимости выхода продуктов реакции от максимальной степени сжатия εmax и селективности образования продуктов от степени превращения. Установлено, что в газофазном процессе эквимолярная относительно кислорода добавка водорода (H2/O2 = 1) не оказывает существенного влияния на окисление этана, степень превращения этана и выход продуктов, при этом селективность образования этилена снижается во всем исследованном диапазоне степеней превращения.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"27 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140415580","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
В.Г. Смеликов, А.С. Пирозерский, А. Н. Лошкарев, М.А. Боровков, Д. А. Киселев, Андрей Андреевич Плотников
{"title":"К ВОПРОСУ ИЗМЕНЕНИЯ ПЛОТНОСТИ АЛЮМИНИЕВОЙ КУМУЛЯТИВНОЙ СТРУИ","authors":"В.Г. Смеликов, А.С. Пирозерский, А. Н. Лошкарев, М.А. Боровков, Д. А. Киселев, Андрей Андреевич Плотников","doi":"10.30826/ce24170111","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170111","url":null,"abstract":"Осуществлено рентгенографирование кумулятивных струй (КС), образуемых кумулятивными зарядами с алюминиевой облицовкой. Проведена калибровка системы регистрации с использованием обратного преобразования Абеля как для статических объектов, так и для кумулятивных облицовок в процессе струеобразования. Зафиксировано увеличение плотности ударно сжатого вещества в КС по отношению к плотности материала кумулятивной облицовки. Выявлены особенности импульсной рентгеновской регистрации, позволяющие повысить качество и точность распределения плотности как в материале струи, так и в расширяющихся продуктах детонации.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"13 9","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140412958","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"О ДЕЙСТВИИ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ДОБАВКИ, ПОДАВЛЯЮЩЕЙ ЦЕПНОЕ РАЗВИТИЕ РЕАКЦИИ В ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЯХ","authors":"А. А. Беляев, Б. С. Ермолаев, И. С. Гордополова","doi":"10.30826/ce24170103","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170103","url":null,"abstract":"Ингибирующее действие небольших добавок углеводородов на горение и взрыв водородновоздушных смесей доказано экспериментальными данными по детонации и горению богатых композиций. Механизм, предложенный в работах отечественных авторов, связан с особенностями протекания разветвленных цепных реакций. Математическое моделирование детонации водородно-воздушных смесей с добавкой пропилена подтвердило эффект. Однако в этих работах детальная химическая кинетика распространялась только на водородно-воздушную смесь. В данной работе детальная кинетика применена ко всем компонентам смеси. Решение получено для трех модельных задач: самовоспламенение в реакторе постоянного объема, распространение ламинарного пламени и зажигание газа нагретой проволокой. Объектами исследования были стехиометрическая смесь водорода (29,6 %(об.)) с воздухом без добавок и с 1%-ной добавкой пропилена. Расчеты показали, что помимо молекул пропилена в химических реакциях участвуют продукты его разложения и окисления. При этом они не только способны присоединять атомарный водород, вызывая обрыв цепей, но в определенных условиях могут его и генерировать. Сильный эффект ингибирования получен в задаче о самовоспламенении (начальное давление 1 атм) при начальной температуре 1000 K: добавка пропилена вызвала рост задержки воспламенения более чем на два порядка величины. Однако как при увеличении, так и при уменьшении начальной температуры (исследован интервал от 800 до 1400 К) эффект ингибирования почти полностью исчезает. Отсутствует ингибирование в расчетах нормальной скорости горения (добавка пропилена снижает скорость горения всего на 11%) и критических условий зажигания накаленной проволокой. Даются объяснения полученных эффектов с использованием скоростей ведущих химических реакций и физических особенностей рассмотренных задач.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"15 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140415866","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
А. Ю. Долгобородов, Т. И. Бородина, В. Г. Кириленко, Б. Д. Янковский, Г. Е. Вальяно, А. Н. Стрелецкий, Г. А. Воробьева
{"title":"РАЗВИТИЕ МЕТОДА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ТЕРМИТНЫХ СМЕСЕЙ","authors":"А. Ю. Долгобородов, Т. И. Бородина, В. Г. Кириленко, Б. Д. Янковский, Г. Е. Вальяно, А. Н. Стрелецкий, Г. А. Воробьева","doi":"10.30826/ce24170109","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170109","url":null,"abstract":"Проанализирован процесс механоактивации термитных составов на основе смесей порошков алюминия с твердыми окислителями. Приведены новые данные по изменению фазового состава в процессе активации алюминия в смеси с оксидом меди и оптимальным условиям получения механоактивированных композитов в планетарной мельнице. Получены быстрогорящие составы, сравнимые с составами на основе наноразмерных компонентов по скоростям горения и параметрам лазерного инициирования.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"9 5","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140409767","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КИНЕТИКИ НЕАДИАБАТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ H + O + M = OH∗ + M","authors":"Б. И. Луховицкий, А. Ш. Шарипов","doi":"10.30826/ce24170101","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170101","url":null,"abstract":"С использованием многоконфигурационных квантово-химических расчетов оценена константа скорости неадиабатического процесса преассоциации H + O + M ⇆ OH∗ + M (M = Ar, N ) - основного канала образования хемилюминесцирующих электронно-возбужденных молекул OH∗ при воспламенении и горении водорода. Расчеты проведены в широком диапазоне температур (200-4000 K)и давлений (10-3-102 бар). Показано, что температурная зависимость константы данного процесса существенно неаррениусовская и, кроме того, имеет сложную зависимость от давления, причем переход от трехчастичного режима к двухчастичному происходит при давлениях порядка ∼ 10 атм. Полученная зависимость от температуры и давления не противоречит известным экспериментальным данным и может быть рекомендована для моделирования хемилюминесценции OH∗ (в составе соответствующих реакционных механизмов) при высокотемпературном окислении водорода и других топлив.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"1978 2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140416717","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ВОДОРОДА С ВОЗДУХОМ И ЕГО ГОРЕНИЕ ПРИ ПОДАЧЕ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ","authors":"А. Е. Смыгалина, А. Д. Киверин","doi":"10.30826/ce24170106","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170106","url":null,"abstract":"Представлены результаты численного моделирования процессов перемешивания водорода с воздухом при прямой подаче водорода под высоким давлением в камеру сгорания (КС) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и последующего горения при воспламенении от искры. Рассматриваются две постановки задачи. В рамках первой постановки объем КС неизменен и соответствует КС двигателя малого объема, т. е. при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). В такую камеру осуществляется впрыск водорода под давлением 700 атм через 6 щелей суммарной ширины 1,8 мм. Время полного перемешивания составило около 25 мс, а время сгорания 1 мс, недогорание водорода при этом оказалось равным 9,5%. В рамках второй постановки осуществляется впрыск водорода в цилиндр двигателя с размерами, близкими к размерам реального двигателя, в начале такта сжатия через щелевое пространство шириной 1,6 мм. Варьировалось давление впрыска: 20, 60, 100 и 140 атм. Показано, что перемешивание осуществляется наиболее полно при использовании относительно низких давлений 20-100 атм. Полученные количественные оценки указывают на возможные пути оптимизации системы прямой подачи водорода в камеру сгорания ДВС.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"2017 10","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140415966","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
К. С. Панин, В. А. Сметанюк, Сергей Михайлович Фролов
{"title":"ГАЗИФИКАЦИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ОТХОДОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМИ ПРОДУКТАМИ ГАЗОВОЙ ДЕТОНАЦИИ: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СОСТАВА И ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЛУЧАЕМОГО СИНТЕЗ-ГАЗА","authors":"К. С. Панин, В. А. Сметанюк, Сергей Михайлович Фролов","doi":"10.30826/ce24170107","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170107","url":null,"abstract":"Проведено термодинамическое моделирование процесса газификации жидких углеводородных отходов (ЖУО) в потоке высокотемпературного газифицирующего агента (ВГА). Источник ВГА импульсно-детонационная пушка (ИДП). Основные компоненты ВГА ультраперегретая смесь водяного пара и диоксида углерода с температурой продуктов детонации в состоянии Чепмена-Жуге или продуктов детонации, расширенных до атмосферного давления. В качестве горючего для ИДП использованы метан (стартовое горючее) и синтез-газ, полученный в результате газификации ЖУО. Для оптимизации состава получаемого синтез-газа рассмотрено влияние разбавления кислородной смеси стартового горючего водяным паром. Термодинамическое моделирование показало, что газификация ЖУО продуктами детонации позволяет добиться полной конверсии ЖУО в синтез-газ, состоящий исключительно из водорода и моноксида углерода, или в энергетический газ с высокими концентрациями метана и углеводородов С2-С3 и низшей теплотой сгорания от 36,7 (кислородные смеси) до 13,6 МДж/кг (воздушные смеси). Получаемый синтез-газ в смеси с кислородом можно использовать для самозапитки ИДП, причем на самозапитку уходит около 33% получаемого синтез-газа. Для самозапитки ИДП смесью получаемого синтез-газа с воздухом требуется повышение давления в реакторе и/или обогащение воздуха кислородом. Добавление низкотемпературного водяного пара в исходную горючую смесь позволяет регулировать состав получаемого синтез-газа в широких пределах. Теоретически отношение H2/CO может изменяться от 1,3 до 3,4.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"2010 34","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140416435","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
В. Н. Смирнов, П. А. Власов, Александр Алексеевич Захаров, Г. А. Шубин, Владимир Сергеевич Арутюнов
{"title":"ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ Н-ПРОПАНОЛА ЗА ОТРАЖЕННЫМИ УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ","authors":"В. Н. Смирнов, П. А. Власов, Александр Алексеевич Захаров, Г. А. Шубин, Владимир Сергеевич Арутюнов","doi":"10.30826/ce24170102","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170102","url":null,"abstract":"Впервые проведено экспериментальное и расчетное исследование термического распада н-пропанола при температурах, типичных для горения и воспламенения спиртов. Эксперименты проводили за отраженными ударными волнами в области температур 1120-1550 K и давлений ∼ 1,0-1,5 атм. Информацию о процессе распада получали путем регистрации поглощения света продуктами :пропиленом (λ = 197 ± 1,0 нм) и метильными радикалами (λ = 216,6 ± 0,2 нм). Интерпретация экспериментальных данных осуществлялась в рамках модели Коннова, модифицированной в настоящей работе с учетом новых данных. В результате моделирования и его сопоставления с экспериментальными результатами получено уравнение Аррениуса для константы скорости элиминирования молекулы воды из молекулы н-пропанола: k (T ) = (8,3 ± 2,6) · 1013 exp -(64 [ккал/моль]/(RT )) с-1. Оценка верхней границы энергии отрыва метильной группы от молекулы спирта дает величину 82,9 ккал/моль. Проведено сравнение полученных результатов с литературными данными.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"24 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140412692","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Константин Алексеевич Авдеев, А. С. Силантьев, В. А. Сметанюк, В. Г. Пилецкий, Ф. С. Фролов, Сергей Михайлович Фролов
{"title":"УСЛОВИЯ САМОЗАПИТКИ ИМПУЛЬСНО-ДЕТОНАЦИОННЫХ ПУШЕК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ГАЗОМ ПРИ ГАЗИФИКАЦИИ БУРЫХ УГЛЕЙ ПРОДУКТАМИ ДЕТОНАЦИИ","authors":"Константин Алексеевич Авдеев, А. С. Силантьев, В. А. Сметанюк, В. Г. Пилецкий, Ф. С. Фролов, Сергей Михайлович Фролов","doi":"10.30826/ce24170108","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce24170108","url":null,"abstract":"Проведены термодинамические расчеты газификации типового бурого угля (ТБУ) в среде высокотемпературного газифицирующего агента (ВГА) с определением равновесного состава получаемого энергетического газа (ЭГ) при различных массовых соотношениях уголь-ВГА, температурах и давлениях газификации. Получены оценки минимальной доли получаемого ЭГ, требуемой для самозапитки импульсно-детонационных пушек, при различных массовых соотношениях уголь-ВГА и давлениях газификации. Показано, что сухой ЭГ, получаемый при массовом соотношении уголь-ВГА, приблизительно равном 0,53, и температуре продуктов газификации не менее 2000 К (давление газификации практически не влияет на равновесный состав), обладает низшей теплотой сгорания 12,8 МДж/кг и концентрацией водорода около 30 %(об.), что обеспечивает возможность самозапитки пушки: массовая доля сухого ЭГ, необходимого для самозапитки, не превышает 42%.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"68 2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-02-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140411452","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}