Устойчивость и когерентные структуры в струйных и отрывных течениях жидкости

20 Марта 2018

Докладчик: Мулляджанов Рустам Илхамович (ИТ СО РАН), rustammul@gmail.com

Тезисы доклада "Устойчивость и когерентные структуры в струйных и отрывных течениях жидкости" 

В данной работе теоретически и численно исследуются струйные и отрывные течения несжимаемой жидкости. Рассматриваются вопросы гидродинамической устойчивости и характеристики основных наиболее энергонесущих когерентных структур, а также основные факторы, влияющие на характеристики течения и процессы тепломассопереноса.

Развита теория дальнего поля ламинарных затопленных струйных течений, вызванных точечным источником массы, импульса и момента импульса. Приводится решение задачи устойчивости затопленной ламинарной струи, соответствующей точному решению Ландау. При помощи данных численного моделирования и собственного ортогонального разложения систематически показано, что спиральные бегущие волны являются наиболее энергонесущими вихревыми структурами в дальнем поле затопленной турбулентной струи (Рис. 1). Исследовано влияние слабой закрутки на характеристики круглой струи, а также влияние резкого изменения расхода в соосной кольцевой струе для объяснения явления гистерезиса режима течения в случае реагирующего потока. Показано, что смешанные корреляции когерентной и стохастической компоненты скорости, которые обычно не учитываются в уравнениях Навье — Стокса, осредненных по Рейнольдсу, становятся пренебрежимо малы только при относительно высоких скоростях потока в турбулентном отрывном течении за круглым цилиндром. Обнаружено, что в щелевых струйных и отрывных течениях помимо крупномасштабного квазидвумерного течения (типа дорожки Кармана) присутствуют продольные вихревые структуры и показано, что эти структуры ответственны за интенсивный тепломассоперенос поперек узкой щели.