Заседание семинара "Высокопроизводительные вычисления" 30.03.2023 в 11-00. "Лазерный термокаталитический синтез водорода и непредельных углеводородов из природного газа - эксперимент и теория", В.Н. Снытников, Е.Е. Пескова, О.П. Стояновская, Е.А. Лашина, Т.В. Маркелова

Получение ценных продуктов из химически инертного метана составляет одну из важнейших проблем современной газохимии. Для прямой переработки природного газа с целью получить востребованные водород, этилен, ацетилен в ИК СО РАН предложен подход, основанный на воздействии лазерного излучения на двухфазную газопылевую среду из метана и каталитических наночастиц. Лазерное излучение нагревает наночастицы, что запускает каталитические реакции активации метана и гомогенные реакции в газе. Нами проводятся экспериментальное изучение лазерного термокаталитического синтеза и его математическое моделирование с использованием коммерческих пакетов программ газодинамики и квантовой химии. Создана математическая модель двухфазной химически активной среды из газа и твердых ультрадисперсных частиц в поле лазерного излучения с детализированными процессами теплообмена между газом и частицами. Математическая модель представляет собой расширенную систему уравнений Навье-Стокса в приближении малых чисел Маха и нескольких температур, которая описывает динамику вязкой многокомпонентной теплопроводной среды с диффузией, химическими реакциями и подводом энергии посредством лазерного излучения. Разработанные численные модели и параллельные коды находят свое применение в создании новых технологий лазерной термохимии.