В РФ ускорили расчеты турбулентного течения жидкостей на атомных масштабах

ТАСС, 27 февраля. Российские физики разработали подход, позволяющий в несколько раз ускорить расчеты, связанные с турбулентным течением жидкостей. Разработанный метод уже применяется для моделирования течения жидкометаллического свинцового теплоносителя в ядерном реакторе, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

"Мы уже используем наш метод для описания протекания жидкометаллического теплоносителя, что важно для решения задач, которые ставит перед нами "Росатом". Очень хотелось бы получить доступ на имеющиеся в России суперкомпьютеры в 10-40 раз большего размера, такие как у МГУ, Яндекса и Сбера, чтобы попробовать использовать наш алгоритм в большем масштабе для исследования трехмерной турбулентности. Мы готовы к этим расчетам", - заявил ведущий научный сотрудник НИУ ВШЭ (Москва) Владимир Стегайлов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Физики разработали алгоритм, который позволяет значительным образом ускорить расчеты, в рамках которых максимально детально описывается турбулентное течение жидкостей с учетом того, какую роль в этих процессах играют индивидуальные атомы и молекулы.

Для изучения зарождения турбулентности российские ученые разработали концепцию, позволяющую наблюдать быстрое течение жидкости, огибающей препятствия, на микрометровых масштабах. Сначала ученые придумали способ, как удержать поток жидкости в ограниченных размерах, затем реализовали его в двух популярных программах для молекулярного моделирования, LAMMPS и OpenMM.

"Наша фундаментальная мотивация была в том, чтобы "увидеть" процессы, связанные с турбулентностью: образование вихрей, диффузию, формирование и растворение скоплений атомов на том масштабе, который принципиально невидим в рамках описания методами сплошной среды. Мы получили естественный поток жидкости с завихрениями, которые возникают сами собой в результате обтекания препятствия на масштабах в сотни миллионов атомов, чего до нас еще не делали", - пояснил Стегайлов.

Работу этого подхода ученые проверили на суперкомпьютерах "Десмос" и "Харизма", установленных в Объединенном институте высоких температур РАН и НИУ ВШЭ. Сейчас ученые применяют разработанный ими подход для моделирования движения теплоносителя на базе жидкого свинца через ядерные реакторы на быстрых нейтронах. Эти расчеты помогут уточнить то, как происходит эрозия и коррозия стенок стальных трубок, через которые движется жидкий свинец, что важно для поддержания безопасности и эффективности подобных реакторов.