Гладков С.О. «К вопросу обобщения формулы Стокса» Известия вузов. Физика, 67, № 4, с. 106-111 (2024)

Приводится обобщение формулы Стокса, позволяющей вычислять силу сопротивления для любых шарообразных тел, в том числе сильно неоднородных по составу. Показано, что во всех физически интересных случаях при использовании различных граничных условий в предельном переходе к однородному твердому шару всегда получается классическая формула Стокса

Гладков С.О., Зо А. «О выводе формулы Стокса с учетом проскальзывания» Известия вузов. Физика, 67, № 9, с. 84-89 (2024)

Приведено подробное вычисление силы Стокса при учете эффекта проскальзывания. Задача ставится как смешанная граничная задача математической физики с подробным анализом в разных частных случаях.

Чурбанов А.Г. «Валидационный расчет несжимаемого течения в системе пористое тело–свободный поток» Математическое моделирование, 36, № 5, с. 101-119 (2024)

Работа посвящена обоснованию применимости модели для сопряженного расчета течений в системе пористое тело–свободный поток. Рассмотренная модель основана на обобщенных уравнениях Навье–Стокса для несжимаемой жидкости, полученных осреднением по представительному элементарному объему пористой среды и записанных для всей расчетной области, включающей в себя как пористое тело, так и чистую жидкость. Численная реализация модели выполнена с использованием открытой вычислительной платформы FEniCS. Для тестирования модели использовались данные экспериментов, в которых измерялись профили скорости потока жидкости в канале прямоугольного сечения, частично заполненном пористым телом. Модельное пористое тело представляло собой квадратный массив параллельных круглых стержней, расположенных вертикально на участке дна канала. Валидационные расчеты течения, соответствующего режиму фильтрации Дарси, показали хорошее совпадение численных результатов со значениями локальных измерений в широком диапазоне величины пористости.

Хорин А.Н. «Семейство точных решений уравнений Навье–Стокса для верификации компьютерных программ» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 12, № 4, с. 80-89 (2020)

Найдено линейное по скорости семейство осесимметричных решений уравнений Навье–Стокса. Любая линейная комбинация полей скорости этого семейства является полем скорости некоторого решения уравнений Навье–Стокса, входящего в найденное семейство. Разные решения, вообще говоря, имеют различные картины линий тока, которые меняются со временем. В отличие от известных винтовых решений, нелинейные и вязкие члены уравнений Навье–Стокса не равны нулю. Поэтому новые решения соответствуют невырожденным уравнениям Навье–Стокса. Полученные точные решения предлагаются для верификации различных приближенных методов и комплексов программ, предназначенных для расчета течений вязкой несжимаемой жидкости. Ключевые слова: точные решения уравнений Навье–Стокса, осесимметричные течения.

Амромин Э.Л. «Шестиугольник Сатурна как форма внутренних волн Стокса» Журнал технической физики, 94, № 10, с. 1646-1650 (2024)

Рассмотрена упрощенная двумерная задача о внутренних волнах Стокса внутри круга с двумя несжимаемыми жидкостями различной плотности и вихрем вокруг центра этого круга; стационарные течения существуют внутри и снаружи волновой поверхности, разделяющей две жидкости. Форма поверхности определена путем решения нелинейных задач теории потенциала. Численные решения для различных соотношений плотности жидкости и радиуса окружности к размеру стороны шестиугольника сравнены с наблюдаемым шестиугольником – образованием на поверхности Сатурна. Ключевые слова: потенциал скорости, внутренние волны Стокса, скачок плотности в несжимаемой жидкости, итерационный численный метод.

Костыря А.В. «Численное моделирование затопленной газожидкостной струи различной дисперсности» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 3, с. 5-12 (2024)

Рассмотрено движение многофазного потока в выпарной емкости аппарата погружного горения при различно дисперсности газожидкостной струи. Исследование проводилось на примере контейнера с затопленной струей и свободной поверхностью, который является модельным представлением выпарной емкости. Проведена серия численных экспериментов с различными диаметрами пузырьков газа методом конечных объёмов. Диаметр пузырьков газа выбирался таким образом, чтобы исключить их дробление. При этом были задействованы вихревая модель турбулентности и модель сопротивления Грейс, учитывающая деформацию пузырьков. В результате численных экспериментов получены данные о зависимости гидродинамического поведения в выпарной емкости от морфологии затопленной струи. Обнаружено наличие неподвижной зоны на кончике газожидкостной струи при ее ударе о выпариваемую среду. Сделан вывод о необходимости учёта морфологии потока для описания структуры течения и, как следствие, определения дальнобойности струи.

Алабужев А.А. «Устойчивость трансляционных колебаний зажатой капли маловязкой жидкости» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 3, с. 50-59 (2024)

Исследуется колебательная динамика капли маловязкой жидкости, окруженной другой жидкостью, при трансляционном вибрационном малоамплитудном воздействии. Капля равновесной цилиндрической формы зажата между параллельными твердыми плоскостями. Краевые углы прямые и постоянные, линии контакта трех сред свободно скользят по поверхности пластин. На поверхности раздела капля–окружающая жидкость учитывается тонкий вязкий пограничный слой. Рассмотрены собственные и вынужденные колебания капли. В главном порядке разложения по малой амплитуде вибраций получены частоты собственных колебаний невязкой цилиндрической капли. В первом порядке разложения найдена поправка к частоте, которая вызвана диссипацией энергии в вязком пограничном слое. Исследована устойчивость вынужденных колебаний по отношению к малым возмущениям. Параметрический резонанс наступал при выполнении условия синхронизма: частота вибраций равняется сумме частот двух соседних мод собственных колебаний. Найдено выражение, описывающие резонансные области. Показана, что малая вязкость приводит к появлению порога амплитуды вибраций и сдвигу области неустойчивости при сравнении с нулевой вязкостью.