В диссертации представлены результаты численного моделирования четырех физических процессов, часто наблюдаемых в природе и в лабораторных экспериментах.

1. Сложные трехмерные нестационарные течения воздуха на начальной фазе формирования восходящего закрученного потока, вызванного локальным прогревом солнечной энергией поверхности Земли (тропические циклоны).

2. Свободные воздушные тепловые вихри при локальном нагреве подстилающей поверхности одним источником (свободные тепловые вихри в экспериментах А. Ю. Вараксина).

3. Свободные концентрированные огненные вихри при локальном нагреве подстилающей поверхности несколькими источниками (концентрированные огненные вихри в экспериментах А. Ю. Вараксина).

4. Закрученное течение воздуха вокруг нагревающейся вертикальной цилиндрической области (природные огненные торнадо).

Моделирование всех четырех указанных физических процессов проводилось в рамках единой математической модели – полной системы уравнений Навье-Стокса, учитывающей диссипативные свойства вязкости и теплопроводности движущейся сплошной среды и действие сил тяжести и Кориолиса.

      Предложенная в работе модель газа при численном исследовании сложных закрученных течений, возникающих при локальном нагреве, дает значения основных газодинамических характеристик, совпадающие с данными натурных наблюдений и лабораторных экспериментов.