Актуальность Гироидные структуры представляют собой один из наиболее перспективных подходов к созданию компактных высокоэффективных теплообменных аппаратов. Благодаря развитой поверхности, непрерывной кривизне и возможности аддитивного производства, гироидные теплообменники могут обеспечивать существенно более высокие коэффициенты теплопередачи при меньших гидравлических потерях по сравнению с традиционными пластинчатыми, кожухотрубными или ребристыми конструкциями. Однако практических исследований и валидированных инженерных методик расчёта гироидных аппаратов крайне мало. Заказчик проекта — НИЯУ МИФИ — заинтересован в создании экспериментального образца гироидного теплообменника для использования в учебных и научных. При этом в Московском Политехе в рамках проекта «ИМПУЛЬС-П» уже создаётся универсальный экспериментальный стенд для испытания теплообменных аппаратов с контролируемыми режимами. Использование этого стенда позволяет значительно сократить затраты на создание испытательной инфраструктуры для «Гироид-Т». Интеграция с проектами CG-2027 VR (визуализация внутренней структуры гироида и демонстрация гидродинамики) и CG-2027 AI (оптимизация геометрии на основе машинного обучения и анализ экспериментальных данных) обеспечивает комплексный научно-технический подход. Проблема Несмотря на растущий интерес к TPMS-структурам в теплоэнергетике, существует ряд нерешённых проблем: 1. Отсутствие инженерных методик расчёта гироидных теплообменников. 2. Неопределённость влияния геометрических параметров гироида на эффективность теплообмена и гидравлику. 3. Неверифицированные CFD-модели — симуляции теплообмена в гироидных структурах требуют экспериментального подтверждения. 4. Отсутствие экспериментального образца, пригодного для испытаний на стандартном оборудовании. 5. Недостаток наглядных материалов для образовательного процесса. Проект «Гироид-Т» направлен на устранение этих пробелов: от теоретического анализа до создания действующего образца и его всесторонних испытаний. Цель Разработка, изготовление и экспериментальное исследование гироидного теплообменного аппарата с последующими испытаниями на стенде проекта «ИМПУЛЬС-Т». Конечная цель — получение экспериментальных данных, инженерной методики расчёта и визуализационных материалов для использования в научной и образовательной деятельности НИЯУ МИФИ и Московского Политеха. Задачи 1. Анализ гироидных структур и литературный обзор. 2. Разработка конструкции гироидного теплообменника. 3. Предварительный тепловой и гидравлический расчёт. 4. 3D-моделирование и CFD-симуляции. 5. Изготовление образца. 6. Испытания на стенде проекта «ИМПУЛЬС-Т». 7. Интеграция с проектом CG-2027 AI для создания прогнозной модели на базе ИИ и МО. 8. Интеграция с проектом CG-2027 VR для создания виртуальной модели гироидного теплообменника. 9. Подготовка научно-технической документации и внедрение в учебный процесс. Результат 1. Действующий гироидный теплообменный аппарат. 2. Пакет конструкторской документации: 3D-модели, чертежи. 3. Результаты CFD-симуляций. 4. Экспериментальные данные с испытаний на стенде «ИМПУЛЬС-Т». 5. Интеграционные решения с проектами CG-2027 AI и CG-2027 VR. 6. Научно-методические материалы: отчёт, методические указания, публикации в научных журналах. Партнёры проекта — ***
