С помощью трехмерного численного моделирования исследователи обнаружили, что при плотной компоновке труб над пучком возникает нестационарный тепловой факел, из-за которого охлаждение колеблется во времени на 20 процентов, а разница в теплосъеме между разными трубами также превышает 20 процентов. Было рассчитано оптимальное расстояние между трубами, при котором дальнейшее увеличение зазора уже не дает прироста эффективности. Как отметила руководитель проекта доцент СПбПУ Марина Засимова, простые изменения геометрии могут повысить теплосъем более чем на 30 процентов, что напрямую влияет на экономическую эффективность аппаратов.
Достоверность модели подтверждена экспериментальными данными белорусских коллег. При этом ученые подчеркивают, что для таких задач нельзя использовать классическое приближение Буссинеска - воздух необходимо рассматривать как сжимаемый газ. Расчеты выполнены на суперкомпьютере "Политехнический", получено несколько тысяч решений для разных параметров.
Результаты работы регулярно проходят апробацию на всероссийских и международных конференциях и публикуются в высокорейтинговых журналах. Недавно исполнители проекта представили три доклада на 18-м Минском международном форуме по тепломассообмену. Также руководитель проекта Марина Засимова выступила с докладом на Томском международном энергетическом форуме и планирует представить результаты на масштабной конференции по тепломассообмену IHTC (International Heat Transfer Conference), которая проводится раз в четыре года и в этом году пройдет в Рио-де-Жанейро.
Сейчас коллектив с помощью машинного обучения ищет универсальные формулы для свободноконвективных режимов, которых пока не существует. В планах - дальнейшая интенсификация охлаждения за счет целенаправленной дестабилизации течения и добавления вихрегенераторов, создающих вторичные потоки у теплоотдающих поверхностей.