В. Н. Снытников^{1, 2}, Е. Е. Пескова¹

¹ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (г. Саранск, Российская Федерация)

²Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск, Российская Федерация)

Аннотация. Рассмотрены математические модели лазерной каталитической термохимии для дозвуковой динамики вязкого многокомпонентного газа. Решённые задачи с азимутальной симметрией относятся к проблеме получения ценных углеводородов из метана. В частности, численно решены задачи конверсии метана в круглой трубе с лазерным излучением и без него. Химические процессы рассчитывались по кинетической схеме радикально-цепных реакций с ведущей ролью атома водорода. Кроме того, приведены результаты моделирования каталитической конверсии метана в потоке наночастиц, в том числе при дополнительном нагреве излучением. На поверхности каталитических наночастиц от молекулы метана отрывается атом водорода с вылетом радикалов в газовую фазу. Достигнута 75%-ная расчетная конверсия метана при воздействии излучения. Определены тепловые потоки между стенкой трубы и реакционной средой. Актуальные математические задачи термохимии связаны с переходом к пространственно трехмерным постановкам, которые часто содержат бифуркации или могут быть неустойчивыми при изменении параметров. Для вычислительных экспериментов требуется иметь гибкий в работе код как исследовательский инструмент с полностью известными свойствами. Для создания подобных программ необходимо участие математиков различной специализации.

Ключевые слова: уравнения Навье-Стокса, математическое моделирование, дозвуковое течение, термохимия, излучение, природный газ, неокислительная конверсия метана

Для цитирования: Снытников В. Н., Пескова Е. Е. Актуальные математические проблемы термохимии с излучением // Журнал Средневолжского математического общества. 2026. Т. 28, № 3. С. 280–307. DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.28.202603.280-307

Информация об авторах:

Снытников Валерий Николаевич, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник кафедры прикладной математики, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1), ведущий научный сотрудник, Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Россия, г. Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6769-9456, snyt@catalysis.ru

Пескова Елизавета Евгеньевна, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник кафедры прикладной математики, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1), ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2618-1674, e.e.peskova@math.mrsu.ru