Архив номеров

Капли распыленного жидкого топлива образуются в дизельных, ракетных и газотурбинных двигателях, а также в других устройствах, работающих на жидком топливе. Стабильная работа двигателя напрямую зависит от полного сгорания распыленного жидкого топлива, что, в свою очередь, является сложным многомасштабным физико-химическим процессом, включающим распыление, столкновение и испарение капель, смешивание, теплопередачу и химические реакции. Понимание сложных взаимодействий при горении распыленного топлива имеет важное значение для повышения энергетической эффективности двигателя, а также снижения выбросов. Представлена модель многофазной среды с учетом источников массы, импульса и энергии от капель. Получены формулы для вычисления потоков массы и тепла в газовую фазу, использующие значения числа Пекле, характеризующего массовую скорость испарения капли, и температуры на поверхности капли. Число Пекле и температура на поверхности капли находятся из решения системы трансцендентных уравнений в квазистационарной задаче об испарении одиночной капли с учетом влияния соседних капель. С целью повышения эффективности и сокращения процессорного времени вычислительного моделирования разработан нейросетевой аналог решения данной системы трансцендентных уравнений для нахождения числа Пекле и температуры на поверхности капли. В качестве базовой архитектуры нейронной сети использовался многослойный персептрон. Сеть состоит из 8 полносвязных линейных слоев: входной, выходной и 6 одинаковых скрытых слоя. Входной слой принимает 6-мерный вектор и возвращает 256-мерное преставление входа. Выходной слой принимает 256-мерный вектор и сворачивает его в 2-мерный выход, соответствующий двум искомым величинам. К выходу каждого слоя применяется активационная функция PReLU. Получено хорошее совпадение результатов работы нейронной сети с результатами решения системы трансцендентных уравнений. Применение такого метода позволило сократить время вычислений, а также повысить точность решения глобальной задачи за счет возможности учитывать большее число расчетных капель в модели.