ВВЕДЕНИЕ 9
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ
КОНВЕКЦИИ В ХРАНИЛИЩАХ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА 11
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОПЕРЕНОСА ПРИ
ДВИЖЕНИИ НЕСЖИМАЕМОЙ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ЗАМКНУТОЙ ОБЛАСТИ 18
2.1. Г еометрическая модель 18
2.2. Математическая постановка задачи 19
2.3. Краткое описание используемого численного метода 24
2.4. Решение трехточечного разностного уравнения второго порядка методом
прогонки 25
2.5. Уравнение Пуассона для функции тока 27
2.6. Постановка граничных условий для вектора завихренности скорости 28
2.7. Аппроксимация уравнения для вектора завихренности скорости 30
2.8. Аппроксимация уравнения энергии 33
2.9. Тестовые задачи 35
2.9.1. Движение жидкости в полости с подвижной верхней крышкой 35
2.9.2. Естественная конвекция в замкнутой прямоугольной области 37
3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 41
3.1. Предпроектрый анализ 41
3.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования 41
3.2. Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 42
3.4. Оценка готовности проекта к коммерциализации 45
7
3.5. Планирование управления научным проектом
3.5.1 Контрольные события проекта 47
3.5.2. План проекта 48
3.6. Бюджет научного исследования 53
3.7. Расчет нарастания технической готовности работ 58
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 61
Объектом исследования является математическая модель хранилищарезервуара СПГ
Цель работы – математическое моделирование нестационарного
конвективного теплопереноса в прямоугольных хранилищах СПГ с учетом
внешних теплопритоков.
В процессе исследования проводились численные исследования влияния
теплопритоков на движение жидкости в резервуаре
В результате исследования получены распределения гидродинамических
параметров и температур, характеризующие основные закономерности
исследуемого процесса.
Область применения: полученные новые численные результаты могут
быть использованы для совершенствования существующих методик расчета
теплового состояния хранилищ СПГ, а также позволят прогнозировать
оптимальный режим их эксплуатации.
Экономическая эффективность/значимость работы: предупреждение
возникновения аварий, приводящих к крупным финансовым потерям.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение теплопереноса в хранилищах сжиженного природного газа
(СПГ) играет большую роль при оптимизации и моделировании физических
процессов, связанных с хранением и транспортировкой СПГ. Увеличение
количества хранилищ и объемов производства СПГ и неотложность проблем
охраны окружающей среды приводят к тому, что возникает необходимость
знать о том, что может привести к аварии на больших хранилищах СПГ и
вовремя предотвратить это. Таким образом, изучение процессов теплопереноса
в различных хранилищах СПГ сложно переоценить.
Конвективный теплоперенос имеет большое значение в окружающей
среде и во многих отраслях техники, представляющих значительный интерес. В
частности, от масштабов естественной конвекции зависит безопасность
эксплуатации хранилищ СПГ.
Цель работы: математическое моделировании нестационарного
конвективного теплопереноса в прямоугольных хранилищах СПГ с учетом
внешних теплопритоков.
Научная новизна работы. Впервые получено решение задачи
конвективного теплопереноса в прямоугольном хранилище СПГ с
использованием безразмерной формы уравнений Навье-Стокса в приближении
Буссинеска, в переменных «функция тока – вихрь скорости – температура», с
использованием аппроксимации Самарского для уравнения движения.
Практическая значимость. Создан вычислительный комплекс для
моделирования конвективного теплопереноса в хранилище СПГ, позволяющий
смоделировать структуру течений в хранилище СПГ при заданных параметрах.
Полученные новые численные результаты могут быть использованы для
совершенствования существующих методик расчета теплового состояния
хранилищ СПГ, а также позволят прогнозировать оптимальный режим их
эксплуатации. Разработанная математическая модель может быть применена
для определения параметров теплового режима хранилища СПГ. При этом10
могут быть учтены изменения теплофизических свойств теплоизоляционных
материалов и конструкций.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации
докладывались и обсуждались на: V Всероссийской научной конференции с
международным участием, «Теплофизические основы энергетических
технологий».
