Инд. авторы:	Черных Г.Г., Фомина А.В.
Заглавие:	Численное моделирование динамики цилиндрической зоны турбулентного смешения в продольном сдвиговом потоке
Библ. ссылка:	Черных Г.Г., Фомина А.В. Численное моделирование динамики цилиндрической зоны турбулентного смешения в продольном сдвиговом потоке // Математическое моделирование. - 2019. - Т.31. - № 2. - С.112-128. - ISSN 0234-0879.
Внешние системы:	DOI: 10.1134/S0234087919020084; РИНЦ: 37179917;
Реферат:	rus: Построена основанная на усовершенствованной двухпараметрической модели турбулентности численная модель динамики цилиндрической локализованной области турбулентных возмущений в продольном горизонтально однородном сдвиговом потоке однородной жидкости. Результаты численных экспериментов демонстрируют существенное порождение энергии турбулентности за счет сдвигового течения. Рассмотрен вопрос о подобии течения по сдвиговому числу Фруда. Показано, что при достаточно больших значениях этого параметра, соответствующих малым градиентам скорости сдвигового течения, наблюдается подобие течения. eng: Based on modified two-equation model of turbulence the numerical model of dynamics of cylindrical localized zone of turbulent mixing in a longitudinal uniform shear flow of homogeneous fluid has been constructed. The results of numerical experiments demonstrate a significant turbulent energy generation caused by the effect of shear flow. The question of similarity of the flow with respect to the shear Froude number has been under consideration. The results of numerical experiments show the similarity of flow for large values of this parameter which correspond to small values of velocity gradients of shear flow.
Ключевые слова:	Rodi's algebraic Reynolds stresses model of turbulence; mathematical model of turbulent patch in a shear flow; численное моделирование.; алгебраическая модель рейнольдсовых напряжений Роди; математическая модель турбулентного пятна в сдвиговом потоке; numerical modeling.;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.112-128
Цитирование:	1. Монин А. С., Яглом А. М., Статистическая гидромеханика. Теория турбулентности, т. 1, Гидрометеоиздат, Санкт-Петербург, 1992, 696 с. 1. Англ. перевод: Monin A. S., Yaglom A. M., Statistical fluid mechanics, v. 1, Mechanics of turbulence, Dover Books on Physics, 2007, 784 pp. 2. Schooley A. H., "Wake collapse in a stratified fluid", Science, 157:3787 (1967), 421-423 3. Власов Ю. Н., Некрасов В. Н., Трохан А. М., Чашечкин Ю. Д., "О развитии области турбулентного смешения в жидкости", ПМТФ, 1973, № 2, 91-95 3. Vlasov Yu. N., Nekrasov V. N., Trokhan A. M., Chashechkin Yu. D., "Development of turbulent mixing in a fluid", J. of Applied Mechanics and Technical Physics, 14:2 (1973), 222-225 4. Васильев О. Ф., Кузнецов Б. Г., Лыткин Ю. М., Черных Г. Г., "Развитие области турбулизованной жидкости в стратифицированной среде", Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа, 1974, № 3, 45-52 4. Vasiliev O. F., Kuznetsov B. G., Lytkin Yu. M., Chernykh G. G., "Development of the region of a turbulized liquid in a stratified medium", Fluid Dynamics, 9:3 (1974), 368-373 5. Трохан А. М., Чашечкин Ю. Д., "Генерация внутренних волн в стратифицированной жидкости гидродинамически линейным источником (двумерная задача)", Теория дифракции и распространения волн, Краткие тексты докладов 7 Всесоюзн. Симп. по дифракции и распространению волн (Ростов-на-Дону, 1977), т. 3, 186-189 5. Trokhan A. M., Chashechkin Yu. D., "Generation of internal waves in stratified fluid by an impulse hydrodynamic line source (two-dimensional problem)", Theory of diffraction and propagation of waves, Abstracts of the 7 All-Union Symp. On the Diffraction and Propagation of Waves, v. 3, USSR Acad. Sci., M., 1977, 186-189 6. Лыткин Ю. М., Черных Г. Г., "Подобие течения по плотностному числу Фруда и баланс энергии при эволюции зоны турбулентного смешения в стратифицированной среде", Сб. научн. тр., Математические проблемы механики сплошных сред, 47, Ин-т гидродинамики СО АН СССР, Новосибирск, 1980, 70-89 6. Lytkin Yu. M., Chernykh G. G., "Similarity of the flow with respect to the density Froude number and energy balance at the evolution of the turbulent mixing zone in a stratified medium", A Collection of Scientific Works, Mathematical Problems of Continuum Mechanics, 47, Inst. Hydrodynamics of the USSR Acad. Sci., Novosibirsk, 1980, 70-89 7. Fernando H. J. S., "The grouth of a turbulent patch in stratified fluid", J. Fluid Mech., 190 (1988), 55-70 8. Толстых А. И., Компактные разностные схемы и их применение в задачах аэрогидродинамики, Наука, М., 1990, 230 с. 8. Tolstykh A. I., Compact difference schemes and their applications to fluid dynamics problems, Nauka, M., 1990, 230 pp. 9. De Silva I. P. D., Fernando H. J. S., "Experiments on collapsing turbulent regions in stratified fluids", J. Fluid Mech., 358 (1998), 29-60 10. Chashechkin Yu. D., Chernykh G. G., Voropayeva O. F., "The propagation of a Passive Admixture from a Local Instantaneous Source in a Turbulent Mixing Zone", International Journal of Computational Fluid Dynamics, 19:7 (2005), 517-529 11. Chernykh G. G., Voropayeva O. F., "Numerical modeling of momentumless turbulent wake dynamics in a linearly stratified medium", Comp. and Fluids, 28:3 (1999), 281-306 12. Pal Amikesh, De Stadler Matthew B., Sarkar Sutanu, "The spatial evolution of fluctuations in a self-propelled wake compared to a patch of turbulence", Physics of Fluids, 25 (2013), 095106, 20 pp. 13. Jones M. C., Paterson E. G., "Influence of Propulsation Type on the Stratified Near Wake of an Axisymmetric Self-Propelled Body", Journal of Marine Science and Engineering, 6 (2018), 46 14. Fernando H. J. S., "Turbulent patches in a stratified shear flow", Physics of Fluids, 15:10 (2003), 3164-3169 15. Yakovenko S. N.. Thomas T. G., Castro I. P., "A turbulent patch arising from a breaking internal wave", J. Fluid Mech., 677 (2011), 103-133 16. Chernykh G. G., Voropaeva O. F., "Dynamics of a momentumless turbulent wake in a shear flow", Journal of Engineering Thermophysics, 24:1 (2015), 12-21 17. Воропаева О. Ф., Черных Г. Г., "Динамика локальных областей турбулизованной жидкости в условиях фоновых возмущений гидрофизических полей", Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 8:4 (2015), 12-17 17. Voropaeva O. F., Chernykh G. G., "The dynamics of local zones of turbulized fluid under the background disturbances of hydrophysical fields", Fundamentalnaya i prikladnaya gidrofizika, 8:4 (2015), 12-17 18. Воропаева О. Ф., Черных Г. Г., "Динамика безымпульсного турбулентного следа в сдвиговом потоке линейно стратифицированной среды", Теплофизика и аэромеханика, 23:1 (2016), 63-71 18. Voropaeva O. F., Chernykh G. G., "Dynamics of momentumless turbulent wake in a shear flow of a linearly stratified medium", Thermophysics and Aeromechanics, 23:1 (2016), 59-68 19. Gibson M. M., Launder B. E., "On the calculation of horizontal turbulent free shear flows under gravitational influence", J. Heat Transfer. Trans. ASME, 98C (1976), 81-87 20. Rodi W., Turbulence models and their application in hydraulics, A state of the art review, University of Karlsruhe, 1980, 104 pp. 21. Lin J. T., Pao Y. H., "Wakes in stratified fluids", Annu. Rev. Fluid Mech., 11 (1979), 317-338 22. Hassid S., "Collapse of turbulent wakes in stable stratified media", Journal of Hydronautics, 14:1 (1980), 25-32 23. Тихонов А. Н., Самарский А. А., Уравнения математической физики, Наука, М., 1971 23. Tikhonov A. N., Samarskii A. A., Equations of mathematical physics, Nauka, M., 1972 24. Капцов О. В., Фомина А. В., Черных Г. Г., Шмидт А. В., "Автомодельное вырождение безымпульсного турбулентного следа в пассивно стратифицированной среде", Математическое моделирование, 27:1 (2015), 84-98 24. Kaptsov O. V., Fomina A. V., Chernykh G. G., Shmidt A. V., "Avtomodelnoe vyrozhdenie bezympulsnogo turbulentnogo sleda v passivno stratifitsirovannoi srede", Matematicheskoe modelirovanie, 27:1 (2015), 84-98 25. Федорова Н. Н., Черных Г. Г., "О численном моделировании безымпульсного турбулентного следа за сферой", Моделирование в механике, 6(23):1 (1992), 129-149 25. Fedorova N. N., Chernykh G. G., "O chislennom modelirovanii bezympulsnogo turbulentnogo sleda za sferoi", Modelirovanie v mekhanike, 6(23):1 (1992), 129-149 26. Федорова Н. Н., Черных Г. Г., "О численном моделировании плоских турбулентных следов", Математическое моделирование, 6:10 (1994), 24-34 26. Fedorova N. N., Chernykh G. G., "O chislennom modelirovanii ploskikh turbulentnykh sledov", Matematicheskoe modelirovanie, 6:10 (1994), 24-34 27. Chernykh G. G., Fomina A. V., Moshkin N. P., "Numerical Simulation of Dynamics of Turbulent Wakes behind Towed Bodies in Linearly Stratified Media", Journal of Engineering Thermophysics, 18:4 (2009), 279-305