В работе рассматривается математическое моделирование интенсивности солнечного излучения внутри солнечного коллектора прямого поглощения с наножидкостью в качестве теплоносителя. Цель исследования - на основе моделирования процессов внутри наножидкостного солнечного коллектора прямого поглощения выполнить расчет интенсивности солнечного излучения внутри коллектора, провести вычислительные эксперименты по установлению зависимости интенсивности солнечного излучения от материалов базовой жидкости и диспергированных в ней частиц. Для решения поставленной задачи использованы методы математического моделирования и вычислительной математики. Разработана математическая модель, основанная на уравнении ослабления светового потока в наножидкости, учитывающем рэлеевское рассеяние. В ходе работы проведены численные эксперименты, реализованные с использованием авторского программного комплекса, позволяющие исследовать зависимость интенсивности солнечного излучения от глубины коллектора, спектральных характеристик излучения и параметров наночастиц. Результаты численного моделирования показали, что материал и размер наночастиц, а также их объемная доля оказывают значительное влияние на поглощение солнечного излучения. Установлено, что применение наножидкостей с высоким коэффициентом поглощения позволяет повысить эффективность поглощения солнечной энергии и оптимизировать параметры солнечного коллектора. Данные результаты могут быть использованы при проектировании высокоэффективных солнечных энергетических систем.
Работа посвящена исследованию особенностей численного решения третьей краевой задачи уравнения диффузии, применяемого для описания распределения концентрации частиц в суспензии под влиянием постоянного внешнего воздействия, в системе компьютерной математики MAPLE. Установлено, что использование известного аналитического решения в форме бесконечного ряда сталкивается с серьезными трудностями при высоких скоростях систематического смещения частиц. Показано, что замена бесконечного ряда конечным, даже при большом количестве слагаемых, приводит к физически бессмысленным результатам. Описаны пути преодоления этих сложностей, включая модификацию аналитического представления и повышение точности вычислений. Выводы имеют важное практическое значение, поскольку указывают на необходимость внимательной проверки численных результатов и обеспечивают методологические рекомендации для студентов и профессиональных исследователей, работающих в области численного моделирования.
В работе представлена реализация эволюционного алгоритма AGE-MOEA-II на языке Rust и выполнена оценка его эффективности по сравнению с реализацией этого алгоритма на языке Python. Результаты исследования дают представление о возможности использования языка Rust для реализации алгоритмов такого класса и его потенциале для решения многокритериальных оптимизационных задач.