Главная – Журналы – Поиск по журналам

Найдены новые типы плоских стационарных вихревых образований в идеальной жидкости. Эти структуры описываются точными решениями уравнения для функции тока. Данное уравнение является эллиптическим аналогом известного нелинейного волнового уравнения Буллафа ‐ Додда ‐ Жибера ‐ Шабата. Устойчивость по Ляпунову некоторых решений следует из теоремы Арнольда.

Исследуется влияние граничных условий на поверхностях, ограничивающих многокомпонентные стратифицированные среды, на процессы формирования течений в задачах многокомпонентной диффузии и термоконцентрационной конвекции. Приведены точные решения этих задач, анализ которых показывает, что в случае многокомпонентной диффузии формируется несколько пограничных слоев (концентрационные и скоростной), что приводит к декомпозиции физических полей и расщеплению характерных пространственных масштабов. В случае же термоконцентрационной конвекции образуется более сложная динамическая структура, включающая, помимо пограничных слоев, еще и фронты инжекции, существенное влияние которых на характеристики течения проявляется на расстояниях, значительно превышающих толщины пограничных слоев.

Приводятся результаты экспериментального и численного исследования динамики параметров однородной турбулентности устойчиво стратифицированной жидкости при различных значениях молекулярного числа Прандтля ‐ Шмидта в широком диапазоне времени плавучести N_{τ. Приводится краткое описание бассейна, использованной измерительной аппаратуры и методики эксперимента. Численное моделирование выполнено с использованием модели второго порядка однородной турбулентности стратифицированной среды. Проанализировано влияние колебаний турбулентного потока массы (тепла) q(Nτ) на эволюцию статистических параметров полей скорости и температуры, найдено инвариантное соотношение для параметров сильной турбулентности стратифицированной жидкости. Показано, что статистические параметры турбулентности, будучи сглаженными по амплитуде колебаний, после точки коллапса меняются во времени автомодельно.}

Выполнено численное моделирование динамики пассивной примеси от мгновенного локализованного источника в зоне турбулентного смешения в пикноклине. Источник имитируется заданием начального распределения осредненной концентрации примеси в виде финитной функции, принимающей постоянное значение в круге малого радиуса. Результаты расчетов показывают возможность ситуаций, когда распространение пассивной примеси в значительной мере определяется конвективным течением, генерируемым зоной турбулентного смешения.

В рамках модели идеального газа методом Годунова проведено численное моделирование сверхзвукового обтекания тела с кольцевым уступом, образованным двумя соосно расположенными цилиндрами. Рассмотрены режимы нестационарного обтекания и особенности течения, связанные с наличием цилиндрической полости в носовой части тела. Исследовано влияние интенсивности вдува кольцевой пристеночной струи со дна полости на стабилизацию течения и сопротивление тела. Установлена область существования стационарного обтекания.

Рассмотрена задача определения интегральных аэродинамических характеристик летательных аппаратов в целом в трансзвуковом диапазоне скоростей. Разработан приближенный метод их расчета, основанный на использовании нелинейной трансзвуковой теории малых возмущений для пространственного обтекания тел. Метод исследования состоит в разделении области течения на две подобласти (внешнюю и внутреннюю), применении численных методов интегрирования уравнений в указанных областях и сращивании решений. Метод Мурмана – Коула для расчета сопротивления давления изолированного крыла обобщается на случай комбинации крыла с фюзеляжем.

Измеряется поверхностное трение, возникающее при обдувании потоком воздуха плоской пластины с помощью жидкокристаллического покрытия. Используемая пленка тематического жидкого кристалла давала оптический отклик, по которому определялась величина поверхностного трения. Предлагаемая методика не требует жесткого контроля толщины покрытия и углов освещения и наблюдения. Этот факт позволит в дальнейшем перейти к панорамным измерениям поверхностных аэродинамических характеристик.

Представлен метод определения зависимости вероятности гетерогенной рекомбинации по результатам измерений теплового потока Q_w к поверхности каталитического датчика при его импульсном обдуве сверхзвуковым потоком газа, диссоциированного падающей ударной волной, распространяющейся в ударной трубе. Показано, что точность определения γ_w зависит не только от точности измерений в эксперименте, но и от результатов математического моделирования течения диссоциированного газа около поверхности тела. Представлены результаты обработки эксперимента.

Рассмотрена математическая модель переноса солей взаимосвязанными потоками поверхностных, почвенных и грунтовых вод для крупномасштабных объектов со сложными гидрогеологическими условиями. Вычислительные алгоритмы и программная реализация модели основаны на декомпозиции по физическим процессам и областям моделирования с использованием конечно-разностных схем. Приведены примеры расчетов, иллюстрирующие характерные особенности задачи массопереноса взаимодействующими течениями.

Квазидвумерная негидростатическая модель гидротермодинамики с учетом сжимаемости воды используется для исследования конвекции в глубоком водоеме при температурах, близких к температуре максимальной плотности (ТМП). Вращение Земли учитывается в модели с помощью двух компонентов силы Кориолиса. Специфика глубокого водоема в отношении конвективных процессов состоит в зависимости ТМП не только от солености, но и от давления. Сравниваются результаты трех численных экспериментов: без учета силы Кориолиса, с одним и двумя параметрами Кориолиса. Результаты демонстрируют существенное влияние силы Кориолиса, что позволяет сделать вывод о необходимости ее учета при моделировании конвективных процессов в природных объектах.