Минутка ликбеза

👍 Исследуемая учеными СПбГУ и МГУ сфера имеет критически важное значение для будущего российской нефтегазовой отрасли. Около 70% разведанных запасов углеводородов страны сосредоточено в арктических и дальневосточных морских зонах, но разрабатывается лишь 5% из-за экстремальных климатических условий. Перед строительством буровых платформ необходимо с высокой точностью изучить верхние слои морского дна — первые 100-150 метров, где могут скрываться палеорусла древних рек, зоны разуплотнения грунта или залежи валунов. Если не обнаружить эти объекты вовремя, они представляют серьезную опасность для устойчивости морской инфраструктуры.

👉 Традиционные методы сейсмического анализа, хотя и эффективны, требуют колоссальных временных затрат. Специалистам приходилось вручную обрабатывать сотни тысяч сейсмограмм, на что уходили месяцы кропотливой работы. Чтобы уложиться в приемлемые сроки, геологи были вынуждены использовать лишь 8-10% собранных данных, что неизбежно снижало детализацию и точность результатов. Особые трудности возникали при выявлении небольших геологических аномалий сложной формы. Для решения этих проблем российские ученые предложили принципиально новый подход, задействовав возможности искусственного интеллекта.

Саудовские ученые создали солнечный генератор, получающий питьевую воду прямо из воздуха

☀️ Ученые из Университета Джазана в Саудовской Аравии создали портативный воздушно-водяной генератор, работающий на солнечной энергии. Разработка призвана помочь в регионах, где доступ к чистой воде затруднен. В лабораторных условиях устройство показало, что способно производить до двух литров воды в сутки при относительной влажности около 40 %.

💪 Ключевой инновацией стало внедрение алгоритма feedforward incremental conductance (FFINC), позволяющего солнечным панелям всегда работать в точке максимальной мощности, даже при изменении освещенности. Это повышает эффективность и снижает энергопотребление. Дополнительно команда разработала малогабаритный нагреватель из керамики и вольфрама с низкой стоимостью и высокой теплопроводностью.

👉 Испытания показали, что система способна производить до 2 литров воды в сутки при относительной влажности воздуха около 40%. При этом себестоимость одного литра воды практически равна нулю, если не учитывать первоначальные затраты на оборудование. Для сравнения: существующие коммерческие аналоги тратят на производство того же количества воды около 0,59 доллара США за килограмм.

👍 Исследователи рассчитывают, что их разработка найдет широкое применение и станет доступной технологией, особенно востребованной в чрезвычайных ситуациях.

📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»

Минутка ликбеза

🤔 Проблема, с которой сталкиваются инженеры термоядерной энергетики, заключается в том, что температура плазмы в токамаке превышает температуру ядра Солнца. И поэтому компоненты, находящиеся на пути ее теплового излучения, рискуют перегреться и выйти из строя, что может привести к вынужденной остановке реактора. Чтобы этого избежать, необходимо заранее точно рассчитать, какие элементы будут подвержены тепловому воздействию, а какие окажутся в тени других частей конструкции. Однако традиционные методы моделирования слишком ресурсоемки и существенно замедляют проектирование и эксплуатацию установок.

👍 Для решения этой проблемы и был создан HEAT-ML — глубокая нейросеть, обученная на базе данных около тысячи симуляций, выполненных с помощью программы HEAT (Heat flux Engineering Analysis Toolkit). В отличие от традиционного кода, HEAT-ML выполняет поиск магнитных теней за миллисекунды, тем самым устраняя ключевое «узкое место» в расчетах. Это позволяет значительно ускорить моделирование, сделать его более гибким и применимым в режиме реального времени.

Петербургские исследователи создали систему охлаждения газотурбинных лопаток с помощью 3D-печати

🇷🇺 Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали инновационные системы охлаждения для лопаток газовых турбин на основе гироидных решетчатых структур. Эти структуры были созданы с использованием аддитивных технологий — послойного лазерного сплавления металлических порошков.

👍 В ходе работы исследователи напечатали на 3D-принтере образцы каналов с гироидными вставками и испытали их в аэродинамической установке. Сравнение с классическими гладкими каналами показало впечатляющий результат: коэффициент теплоотдачи увеличился в 8,3 раза, а глубина охлаждения стенки — почти вдвое (в 1,93 раза). Кроме того, температура распределялась более равномерно, что снижает риск локальных перегревов и появления трещин.

👉 Высокая эффективность достигалась благодаря особой форме гироида — трехмерной минимальной поверхности с плавными изгибами и развитой площадью. Такая структура создает турбулизацию потока, усиливая отвод тепла, но при этом увеличивает гидравлическое сопротивление. Моделирование и испытания показали, что оптимальные результаты достигаются при средней «плотности» решетки: охлаждение значительно улучшается, а потери давления остаются на допустимом уровне.

✍️ Для описания выявленных зависимостей были построены математические модели на основе полиномиальной регрессии. Их точность превысила 96 %, что позволяет прогнозировать характеристики будущих конструкций без длительных и затратных расчетов. Экспериментальные данные подтвердили правильность подхода: расхождение между моделью и испытаниями составило не более 1,5 %.

💪 На завершающем этапе работы команда представила прототип газотурбинной лопатки с интегрированными гироидными каналами, изготовленный методом селективного лазерного плавления. Первые испытания показали, что новая система охлаждения эффективнее традиционной, при этом требует меньшего расхода воздуха.

❗️ Это исследование открывает путь к созданию турбин нового поколения для энергетики и авиации. Теперь становится возможным работать при более высоких температурах, повышая КПД установок и снижая удельный расход топлива.

📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»