Численное исследование взаимодействия локальных областей турбулентности

Семинар: Информационно-вычислительные технологии в задачах поддержки принятия решений
Начало заседания: 11:00

Дата выступления: 27 Февраль 2018

Организация: НГУ

Авторы: Бобкова Юлия Вячеславовна

Локальные турбулентные образования играют важную роль в формировании тонкослоистой микроструктуры гидродинамических полей в океане, в местах их существования происходит интенсивная передача количества движения и тепла, распространение пассивных примесей, перенос взвешенных частиц, рассеяние звуковой энергии. В настоящий момент задача о динамике одиночной турбулизованной области (пятна турбулентности) хорошо изучена. В данной работе в рамках RANS-подхода выполнено численное исследование взаимодействия плоских пятен турбулентности. Численные эксперименты проводились на достаточно большом интервале времени, соответствующем условию существования развитой турбулентности. Результаты расчетов согласуются с известными представлениями о вырождении развитой турбулентности в однородной среде.

Численно установлена тенденция к выходу характеристик течения на режим автомодельности, а также существенное увеличение времени «жизни» развитой турбулентности независимо от начального расположения пятен и интенсивности турбулентных возмущений. Выявлены ситуации, когда наблюдается сохранение «памяти» потока о начальных данных. Для дальнейшего изучения особенностей взаимодействия пятен привлекается ряд моделей, различным образом учитывающих изменение турбулентного числа Рейнольдса в процессе вырождения турбулентности. В трехмерной параболизованной постановке решена задача взаимодействия безымпульсных турбулентных следов за сферой и удлиненным телом вращения. Как и в случае плоских пятен турбулентности, в результате наблюдается выход на режим автомодельности и существенное продление «жизни» турбулентного потока. Показаны границы применимости схематизированной плоской модели безымпульсного следа, в которой пренебрегается ролью продольной компоненты осредненной скорости, для задачи взаимодействия.