Инд. авторы:	Черных Г.Г., Фомина А.В., Мошкин Н.П.
Заглавие:	Численное моделирование динамики турбулентного следа за буксируемым телом в линейно стратифицированной среде
Библ. ссылка:	Черных Г.Г., Фомина А.В., Мошкин Н.П. Численное моделирование динамики турбулентного следа за буксируемым телом в линейно стратифицированной среде // Математическое моделирование. - 2007. - Т.19. - № 1. - С.29-56. - ISSN 0234-0879.
Внешние системы:	РИНЦ: 9450360;
Реферат:	rus: Для описания течения в дальнем турбулентном следе за буксируемым телом в линейно стратифицированной среде привлекается иерархия полуэмпирических моделей турбулентности второго порядка. Наиболее сложная из моделей включает в себя дифференциальные уравнения переноса нормальных рейнольдсовых напряжений. Приведены результаты расчетов, демонстрирующие динамику дальнего турбулентного следа в линейно стратифицированной среде в сопоставлении с динамикой дальнего безымпульсного турбулентного следа. Выполнено численное моделирование анизотропного вырождения турбулентности в дальнем следе за буксируемым телом. Представлены результаты расчетов характеристик турбулентного следа на больших временах вырождения. Построена численная модель динамики пассивного скаляра в турбулентных следах за телами вращения в линейно стратифицированной среде. Представлены результаты расчетов, демонстрирующие поведение характеристик пассивного скаляра как в безымпульсном следе, так и в следе за буксируемым телом. eng: In this paper, a hierarchy of semi-empirical turbulence models of second order is involved for the description of fluid flow in far turbulent wake behind a towed body. Most complex of models includes the differential equations for normal Reynolds stresses transfer. The results of the calculations showing dynamics of a far turbulent wake in linearly stratified medium in comparison with dynamics of momentumless turbulent wake are demonstrated. Numerical modeling of anisotropic decay of turbulence in a far wake behind a towed body is carried out. The characteristics of a turbulent wake are calculated for large moments of decay time. The numerical model of a passive scalar dynamics in turbulent wakes behind bodies of revolution in linearly stratified fluid is constructed. The results of calculations showing behavior of characteristics of a passive scalar both in a momentumless wake, and in a wake behind a towed body are presented.
Издано:	2007
Физ. характеристика:	с.29-56
Цитирование:	1. Озмидов Р.В., Набатов В.Н. Гидрофизическая модель турбулентного следа за подводной горой // Изв. АН, сер. ФАиО. 1992, т. 28, № 9, с. 981-987. 2. Hassid S. Collapse of turbulent wakes in stable stratified media // J. Hydronautics. 1980, v. 14, № 1, p. 25-32. 3. Сысоева Е.Я., Чашечкин Ю.Д. Вихревая структура следа за сферой в стратифицированной жидкости // ПМТФ. 1986, № 2, с.40-46. 4. Hopfinger E.J., Flor J.B., Chomaz J.M., Bonneton P. Internal waves generated by a moving sphere and its wake in stratified fluid // Exps. Fluids. 1991, v. 11, p. 255-261. 5. Lin Q., Boyer D.L., Fernando J.S. Turbulent wakes of a linearly stratified flow past a sphere // Phys. Fluids A. 1992, v. 4, № 8, p. 1687-1696. 6. Bonneton P., Chomaz J.M., Hopfinger E.J. Internal waves produced by the turbulent wake of a sphere moving horizontally in a stratified fluid // J. Fluid Mech. 1993, v. 254, p. 23-40. 7. Chomaz J.M., Bonneton P., Butet A., Hopfinger E.J. Vertical diffusion of the far wake of a sphere moving horizontally in a stratified fluid // Phys. Fluids A. 1993, v. 5, № 11, p. 2799-2806. 8. Chashechkin Yu.D. Internal waves, vortices and turbulence in a wake past a bluff body in a continuously stratified liquid // Preprints of the 4-th Int. Symp. on Stratified Flows, Grenoble, France, June 29 - July 2, 1994, Grenoble: Grenoble Inst. of Mech. 1994, v. 2, sess. B4, № 29. 9. Shishkina O.D. The wakes regimes influence on hydrodynamic characteristics of the submerged sphere in the stratified fluid // Preprints of the 4-th Int. Symp. on Stratified Flows, Grenoble, France, June 29 - July 2, 1994, Grenoble: Grenoble Inst. of Mech., 1994, v. 3, sess. A5, № 39. 10. Spedding G.R., Browand F.K., Fincham A.H. The structure and long-time evolution of bluff body wakes in a stable stratification // Preprints of the 4-th Int. Symp. on Stratified Flows, Grenoble, France, June 29 - July 2, 1994, Grenoble: Grenoble Inst. of Mech., 1994, v. 2, sess. B4, № 196. 11. Voisin B. Rayonnement des ondes internes de gravite. Application aux corps en mouvement // University Pierre et Marie Curie, Ph. doctor thesis, 1991. 12. Онуфриев А. Т. Турбулентный след в стратифицированной среде // ПМТФ. 1970, № 5, с. 68-72. 13. Chernykh C.G., Fedorova N.N., Moshkin N.P. Numerical simulation of turbulent wakes // Russian J. Theoret. and Appl. Mech. 1992, v. 2, p. 295-304. 14. Мошкин Н.П., Федорова Н.Н., Черных Г. Г. О численном моделировании турбулентных следов // Вычисл. технологии: Сб. науч. тр., РАН, Сиб. отд-ние, ИВТ. 1992, т. 1, № 1, с. 70-92. 15. Chernykh G.G., Moshkin N.P., Voropayeva O.F. Turbulent wakes in stratified fluids: results of numerical experiments // Preprints of the 4-th Int. Symp. on Stratified Flows, Grenoble, France, June 29 - July 2, 1994, Grenoble: Grenoble Inst. of Mech. 1994, v. 1, sess. A2, № 103. 16. Воропаева О. Ф., Мошкин Н.П., Черных Г.Г. Внутренние волны, генерируемые турбулентными следами за буксируемым и самодвижущимся телами в линейно стратифицированной среде // Математическое моделирование. 2000, т. 12, № 1, с. 77-94. 17. Воропаева О.Ф., Мошкин Н.П., Черных Г.Г. Внутренние волны, генерируемые турбулентными следами в устойчиво стратифицированной среде// Доклады РАН. 2003, т. 392, N3 2, с. 190-194. 18. Джаугаштин К.Е., Шалабаева B.C. Пространственный след в стратифицированной несжимаемой жидкости // Изв. РАН, сер. МЖГ. 1996, № 4, с. 71-77. 19. Gourlay M.J., Arendt S.C., Fritts D.C., Werne J. Numerical modelling of initially turbulent wakes with net momentum // Phys. Fluids. 2001, v. 13, № 12, p. 3782-3802. 20. Spedding G.R. Anisotropy in turbulence profiles of stratified wakes // Phys.Fluids. 2001, v. 13, № 8, p. 2361-2372. 21. Domermuth D.G., Rottman J. W., Innis G.E., Novikov E.A. Numerical simulation of the wake of a towed sphere in a weakly stratified fluid // J. Fluid Mech. 2002, v. 473, p. 83-101. 22. Spedding G.R. Vertical structure in stratified wakes with high initial Froude number // J. Fluid Mech. 2002, v. 454, p. 71-112. 23. Баландина Г.Н., Папко В.В., Сергеев Д.А., Троицкая Ю.И. Эволюция дальнего турбулентного следа за объектом, буксируемым в стратифицированной жидкости при больших числах Рейнольдса и Фруда // Известия РАН, сер.ФАиО. 2004, т. 40, № 1, с. 112-127. 24. Бабенко В.А. Моделирование квазиоднородной свободной турбулентности в стратифицированных и реагирующих потоках: Дисс. ... докт. физ.-мат. наук, Ин-т тепло-и массообмена им. А.В. Лыкова, Минск, Белоруссия, 2001, 375 с. 25. Воропаева О. Ф., Чашечкин Ю.Д., Черных Г.Г. Диффузия пассивной примеси от мгновенного локализованного источника в зоне турбулентного смешения// Докл. РАН. 1997, т.356, №б, с.759-762. 26. Воропаева О.Ф., Черных Г.Г. Распространение пассивной примеси от мгновенного локализованного источника в зоне турбулентного смешения в пикноклине// ПМТФ. 1998, т.39, №4, с.76-83. 27. Мошкин Н.П., Фомина А.В., Черных Г.Г. О численном моделировании динамики турбулентного следа за буксируемым телом в линейно стратифицированной среде // Вестник НГУ, Серия: матем., механика, информ. 2004, т. 4, вып. 3/4, с. 63-92. 28. Moshkin N.P.,Ctiemykh G.G., Fomina A. V. Dynamics of drag turbulent wake in a linearly stratified media// Progress in Computational heat and Mass Transfer (Proceedings of 4-th ICCHMT, May 17-20, 2005, Paris-Cachan, France; Eds. R. Bennacer, A.A. Mohamad, M. Ganaoui, J. Sicard). LAVOISIER, 2005, v.l, p. 535-540. 29. Даниленко А.Ю., Костин В.И., Толстых А.И. О неявном алгоритме расчета течений однородной и неоднородной жидкости // - М.: 1985 (Препр./ВЦ АН СССР). 30. Rodi W. Examples of calculation methods for flow and mixing in stratified fluids // J. Geophys. Res. 1987, v. 92, № C5, p. 5305-5328. 31. Chernykh G.G., Voropayeva O.F. Numerical modelling of momentumless turbulent wake dynamics in a linearly stratified medium // Computers and Fluids. 1999, v.28, № 3, p.281-306. 32. Алексенко Н.В., Костомаха В. А. Экспериментальное исследование динамики безымпульсного турбулентного струйного течения // ПМТФ. 1987, № 1, с.65-69. 33. Воропаева О.Ф , Черных Г.Г. О численном моделировании динамики областей турбулизованной жидкости в стратифицированной среде // Вычислит, технологии: Сб. научи, тр., РАН Сиб. отд-ние, Ин-т вычислит, технологий. 1992, т. 1, № 1, с.93-104. 34. Воропаева О.Ф., Черных Г.Г. Численная модель динамики безымпульсного турбулентного следа в пикноклине // ПМТФ. 1997, т.38, № 3, с. 69-86. 35. Городцов В.А. Автомодельность и слабые замыкающие соотношения для симметричной свободной турбулентности // Изв. АН СССР, сер. МЖГ. 1979, № 1, с. 43-50. 36. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука, 1967. 37. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. - М.: Наука, 1984. 38. Lin J.T., Pao Y.H. Wakes in stratified fluids // Annu. Rev. Fluid Mech. 1979, v. 11, p. 317-336. 39. Schetz J.A. Injection and Mixing in Turbulent Flow. - N.Y.: American Inst. of Aeronautics and Astronautics, 1980. 40. Воропаева О.Ф., Илюшин Б.Б., Черных Г.Г. Численное моделирование дальнего безымпульсного турбулентного следа в линейно стратифицированной среде// Докл. РАН. 2002, т.386, № 6, с.756-760. 41. Воропаева О.Ф., Илюшин Б.Б., Черных Г.Г. Численное моделирование дальнего безымпульсного турбулентного следа в линейно стратифицированной среде с применением модифицированного уравнения переноса скорости диссипации// Теплофизика и аэромеханика. 2003, т.10, № 3, с.389-400. 42. Chernykh G.G., Korobitsina Zh.L., Kostomakha V.A. Numerical simulation of isotropic turbulence dynamics // Int. J. of Computational Fluid Dynamics. 1998, v.10, №2, p.173-182. 43. Роди В. Модели турбулентности окружающей среды // Методы расчета турбулентных течений. - М.: Мир, 1984, с. 227-322. 44. Шашмин В.К. Гидродинамика и теплообмен в турбулентных безымпульсных следах // Инженерно-физический журнал, 1983, т. 42, №4, с.640-647. 45. Лыткин Ю.М., Черных Г.Г. Подобие течения по плотностному числу Фруда и баланс энергии при эволюции зоны турбулентного смешения в стратифицированной среде // Матем. проблемы механики сплошных сред, Динамика сплошной среды, - Новосибирск: Ин-т гидродинамики СО АН СССР. 1980, вып.47, с. 70-89. 46. Черных Г.Г. О применении диффузионной модели к расчету характеристик турбулентности для больших значений времени в задаче об эволюции зоны турбулентного смешения в линейно стратифицированной среде// В сб.: Численные методы механики сплошной среды. ВЦ СО АН СССР, ИТПМ СО АН СССР, - Новосибирск: 1986, т. 17, № 1, с. 130-143.