Математическое моделирование активно используется для создания и оптимизации различных технологий, в том числе, в области энергоперехода, включающего создание энергоэффективных и безопасных для окружающей среды технологий подземного хранения углекислого газа и добычи углеводородов (УВ). Значительное количество технологий в этих направлениях включает в себя многофазные и/или многокомпонентные течения, математическое описание которых требует создания адекватных мультидисциплинарных моделей в рамках современной механики многофазных сред, геомеханики и химии. Инженерное применение прикладных математических моделей требует соблюдения баланса между их сложностью/точностью и временем проведения расчетов. Это может быть достигнуто путем комбинации фундаментальных основ механики и современных численных методов, а также применением методов машинного обучения для создания суррогатных моделей физических процессов, основанных на расчетах механистических моделей.

Основная деятельность лаборатории заключается в создании и численной (программной) реализации новых математических моделей многофазных течений и геомеханических процессов в технологических процессах энергоперехода и нефтесервиса. Сотрудники лаборатории имеют большой опыт выполнения прикладных научно-исследовательских проектов (более 15 выполненных проектов за последние 5 лет). Научный опыт и квалификация сотрудников лаборатории подтверждены научными публикациями в передовых российских и зарубежных журналах по гидро- и геомеханике. По результатам выполненных индустриальных проектов созданы патенты на изобретения.

Ключевые темы выполненных проектов НИР для нефтесервисной индустрии (более 15 за период с 2017 года по 2023 год):

• Прогнозирование динамики снижения дебита нагнетательных скважин с учетом кольматации породы твердыми частицами;
• Моделирование дополнительной добычи добычи нефти при заводнении пласта водой низкой минерализации;
• Построение модели очистки трещин гидроразрыва пласта, создание технологии эффективного вывода скважин на режим;
• Построение и численная реализация моделей многофазных течений в скважине в процессе бурения и цементирования скважин;
• Построение и численная реализация модели транспорта проппанта в трещине гидроразрыва пласта (ГРП) с учетом вязкопластической и вязкоупругой реологии жидкостей ГРП в присутствии теплообмена с породой;
• Создание сопряженной гидро- и геомеханической модели для оценки геомеханических рисков закачки углекислого газа в подземный пласт с целью долгосрочного хранения.