В 2011 г. С.В. Утюжников стал одним из победителей конкурса "мегагрантов": гранта Правительства РФ по постановлению N 220 "О мерах по привлечению ведущих учёных в российские образовательные учреждения высшего профессионального образования" по договору № 11.G34.31.0072, заключенного между Министерством образования и науки РФ, ведущим учёным С.В. Утюжниковым и Московским физико-техническим институтом (государственным университетом):
Тема гранта
«Инновационные компьютерные технологии для создания вычислительного стенда по математическому моделированию задач высотной гиперзвуковой аэродинамики перспективных космических ЛА во всем диапазоне чисел Рейнольдса (Кнудсена)»
Цель исследований по теме гранта: разработка комплексов прикладных программ для численного моделирования термохимически и термодинамически неравновесных гиперзвуковых течений и тепломассообмена в свободномолекулярном, переходном и континуальном режимах обтекания реальных конфигураций космических аппаратов в рамках унифицированных (гибридных континуально-континуальных и континуально-кинетических) моделей с применением эффективных численных алгоритмов и суперкомпьютеров; внедрение результатов в практику разработки новых перспективных экономичных выводимых и спускаемых космических аппаратов и планетных зондов. Особенностью разработанного комплекса программ (вычислительного стенда) будет уникальное сочетание высокоточных и экономичных вычислительных алгоритмов с возможностью учета реальных физических эффектов в широком диапазоне режимов движения гиперзвуковых летательных аппаратов. Внедрение изложенных выше инновационных компьютерных технологий и программ в ракетно-космическую науку и технику позволит, что частично уже реализовано, существенно повысить качество проектных расчетов в области аэродинамики и тепломассообмена и производительность труда инженеров – расчетчиков, улучшить проектные характеристики изделий и снизить затраты, связанные с их созданием во многих ракетно-космических опытно-конструкторских и исследовательских организациях России.
В 2011г. в рамках проекта выполнены следующие работы:
- 1.1 Разработаны эффективные методы декомпозиции области для моделирования пристенных турбулентных течений.
- 1.2 Создан пакет программ эффективных методов декомпозиции области для моделирования пристенных турбулентных течений.
- 1.3 Проведен асимптотический анализ задачи сверх- и гиперзвукового обтекания 2D и 3D тел при больших и малых числах Рейнольдса и получены приближенные аналитические решения уравнений тонкого ударного слоя.
- 1.4 Произведено сравнение решений асимптотически упрощенных моделей с решением полных уравнений Навье – Стокса и прямого статистического моделирования Монте-Карло.
