Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Мат. моделир. 2023. 35, № 1

 

Брагин М.Д., Гуськов С.Ю., Змитренко Н.В., Кучугов П.А., Лебо И.Г., Левкина Е.В., Невмержицкий Н.В., Синькова О.Г., Стаценко В.П., Тишкин В.Ф., Фарин И.Р., Янилкин Ю.В., Яхин Р.А. «Экспериментальное и численное исследование динамики развития неустойчивости Рэлея–Тейлора при числах Атвуда, близких к единице» Математическое моделирование, 35, № 1, с. 59-62 (2023)

Представлены экспериментальные и численные результаты исследования динамики роста детерминированных, определенным образом заданных начальных возмущений. Возникновение, рост и дальнейшая эволюция неоднородностей контактной границы происходит благодаря развитию неустойчивости Рэлея–Тейлора на границе раздела газ-жидкость, в частности (в данной работе), воздухвода. Существенная разница плотностей выбранных веществ приводит к заметному замедлению динамики неустойчивости Кельвина–Гельмгольца, отвечающей за образование грибообразных структур, и, как следствие, к более длительному росту струй воды и более позднему моменту начала их разрушения и перехода к перемешиванию. Выполнено количественное сопоставление натурных данных, зафиксированных на оригинальной экспериментальной установке, описание которой приводится в настоящей работе, с расчетными данными, полученными с использованием различных численных методик. В основе численного моделирования лежит полная 2D гидродинамическая модель описания динамики развития неустойчивости Рэлея–Тейлора. Поверхностным натяжением (вода–воздух) и вязкостью (воды или воздуха) в данном исследовании пренебрегается. Измеренные в эксперименте и найденные в расчетах параметры развития неустойчивости свидетельствует об удовлетворительном согласии полученных данных. Приведенные в данном исследовании количественные результаты оправдывают использование модели классической гидродинамики для описания наблюдаемых в данном опыте движений жидкости и газа и достаточно точную численную реализацию соответствующей модели в применяемых здесь разностных методиках. Существенным элементом проведенного исследования является изучение развития турбулентного перемешивания в зависимости от вполне определенных начальных условий и возникающих в этом случае новых закономерностей законов перемешивания разноплотных сред.

Математическое моделирование, 35, № 1, с. 59-62 (2023) | Рубрика: 08.11