Все выпуски

[ Switch to English ]

Численное моделирование течения Колмогорова в вязких средах под действием периодической в пространстве статической силы

Денисенко В.В., Долуденко А.Н., Фортова С.В., Колоколов И.В., Лебедев В.В.
 pdf (9996K)

Основной особенностью двумерного турбулентного течения, постоянно возбуждаемого внешней силой, является возникновение обратного каскада энергии. За счет нелинейных эффектов пространственный масштаб вихрей, создаваемых внешней силой, увеличивается до тех пор, пока рост не будет остановлен размером ячейки. В последнем случае энергия накапливается на этом масштабе. При определенных условиях такое накопление энергии приводит к возникновению системы когерентных вихрей. Наблюдаемые вихри имеют размер ячейки и в среднем изотропны. Численное моделирование является эффективным способом изучения таких процессов. Особый интерес представляет задача исследования турбулентности вязкой жидкости в квадратной ячейке при возбуждении коротковолновой и длинноволновой статическими внешними силами. Численное моделирование проводилось со слабосжимаемой жидкостью в двумерной квадратной ячейке с нулевыми граничными условиями. В работе показано, как на характеристики течения влияет пространственная частота внешней силы, а также величина вязкости самой жидкости. Увеличение пространственной частоты внешней силы приводит к стабилизации и ламинаризации течения. В то же время при увеличении пространственной частоты внешней силы уменьшение вязкости приводит к возобновлению механизма переноса энергии по обратному каскаду за счет смещения области диссипации энергии в область меньших масштабов по сравнению с масштабом накачки.

Ключевые слова: течение Колмогорова, вихрь, турбулентность
Цитата: Денисенко В.В., Долуденко А.Н., Фортова С.В., Колоколов И.В., Лебедев В.В. Численное моделирование течения Колмогорова в вязких средах под действием периодической в пространстве статической силы // Компьютерные исследования и моделирование, 2022, т. 14, № 4, с. 741-753
Citation in English: Denisenko V.V., Doludenko A.N., Fortova S.V., Kolokolov I.V., Lebedev V.V. Numerical modeling of the Kolmogorov flow in a viscous media, forced by the static force periodic in space // Computer Research and Modeling, 2022, vol. 14, no. 4, pp. 741-753
DOI: 10.20537/2076-7633-2022-14-4-741-753
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3221/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований