Полников В.Г., Байдаков Г.А., Троицкая Ю.И. «Скорость диссипации турбулентности в слое воды под ветровыми волнами по данным лабораторного эксперимента» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 5, с. 126-136 (2019)

Цель работы заключается в получении оценок и параметризации скорости диссипации кинетической энергии турбулентности (СДТ) ε верхнем слое жидкости, обусловленной наличием ветровых волн на поверхности. Для этого использованы данные лабораторных измерений ветрового волнения и трех компонент течений на шести горизонтах в верхнем слое воды при четырех различных ветрах, выполненных в ветро-волновом канале ИПФ РАН. Установлено, что для большинства горизонтов на частотных спектрах S_Uz(f) вертикальной компоненты скорости течения, наведенного ветром и волнами, четко просматриваются участки колмогоровский участок вида

Полников В.Г., Байдаков Г.А., Троицкая Ю.И. «Скорость диссипации турбулентности в слое воды под ветровыми волнами по данным лабораторного эксперимента» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 5, с. 126-136 (2019)

Цель работы заключается в получении оценок и параметризации скорости диссипации кинетической энергии турбулентности (СДТ) ε в верхнем слое жидкости, обусловленной наличием ветровых волн на поверхности. Для этой цели использованы данные лабораторных измерений ветрового волнения и трех компонент течений на шести горизонтах в верхнем слое воды при четырех различных ветрах, выполненные в ветроволновом канале ИПФ РАН. Установлено, что для большинства горизонтов на частотных спектрах S_U2(f) вертикальной компоненты скорости течения, наведенного ветром и волнами, четко просматривается колмогоровский участок вида S_U2(f) ∝f^–5/3. С использованием алгоритмов, описанных ранее, этот факт позволяет получить оценки СДТ на соответствующих горизонтах, а затем установить зависимость ε от скорости трения u_тр, высоты волн на поверхности a₀, частоты пика спектра ω_p, и глубины горизонта z. Анализ полученных результатов позволяет (для имеющихся данных) предложить параметризацию вида ε≈0.00025u³_трa₀/z², для которой предложена физическая интерпретация.

Горский В.В., Локтионова А.Г., Сысенко В.А. «Сопоставление расчётных и экспериментальных данных о ламинарно-турбулентном теплообмене на боковой поверхности затупленного конуса в широком интервале изменения числа Рейнольдса» Космонавтика и ракетостроение, № 3, с. 46-54 (2019)

Представляется оценка обоснованности использования на практике ряда методов решения уравнений ламинарно-турбулентного пограничного слоя на затупленных конусах исходя из сопоставления результатов расчётных и экспериментальных исследований.

Зеленцов В.В., Калугин В.Т., Самарин В.Д. «Экспериментальное исследование импульсного вдува в сверхзвуковой поток» Оборонная техника, № 8-9, с. 80-84 (2018)

Ключевые слова: сверхзвуковой поток, вдув, боковая сила, силы тяги, зона отрыва, скачок уплотнения, сопло

Бахнэ С., Босняков С.М., Михайлов С.В., Трошин А.И. «Сравнение методов аппроксимации градиентов в схемах, ориентированных на вихреразрешающие расчеты» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 7-21 (2019)

Рассмотрены различные способы аппроксимации градиентов повышенной точности, входящих в диффузионные потоки. Исследовались линейные комбинации разностных схем второго порядка для неравномерной сетки, переходящие в схемы четвёртого порядка в равномерном случае. Также рассматривались схемы третьего и четвёртого порядка аппроксимации градиентов на неравномерной сетке в нормальном и касательном направлении к грани ячейки соответственно, построенные на основе полиномов Лагранжа. Первоначальное тестирование схем было проведено на одномерных функциях: гладкой функции Гаусса и кусочно-линейной функции-зубце. Далее схемы были применены в прямом численном моделировании вихря Тейлора–Грина.

Залесный В.Б., Мошонкин С.Н. «Чувствительность модели циркуляции океана к K-омега параметризации вертикальной турбулентности» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 5, с. 103-113 (2019)

Развивается модель общей циркуляции океана (МОЦО) ИВМ РАН с встроенной в нее κ-омега моделью вертикального турбулентного обмена на основе уравнений для кинетической энергии турбулентности κ и частоты диссипации энергии омега. От частот плавучести и сдвига скорости, рассчитываемых в МОЦО, зависит решение κ-омега модели; а от κ и омега – коэффициенты вертикальной турбулентности. Численные алгоритмы обеих моделей основаны на методе расщепления по физическим процессам. Уравнения κ-омега модели расщепляются на два этапа, описывающих трехмерный перенос-диффузию кинетической энергии турбулентности κ и частоты омега и их локальную генерацию-диссипацию. Возникающая на втором этапе система обыкновенных дифференциальных уравнений решается аналитически, что обеспечивает экономичность алгоритма. Выписывается также аналитическое решение уравнения для коэффициента вертикальной турбулентности. Модель применяется для изучения чувствительности модельной циркуляции Северной Атлантики–Северного Ледовитого океана к вариациям параметров вертикальной турбулентности. Эксперименты показывают, что, варьируя коэффициенты аналитического решения κ-омега модели, можно повысить адекватность моделирования. Дано предварительное сравнение особенностей κ-омега и κ-эпсилон моделей турбулентности при использовании метода расщепления в случае применения их в МОЦО.

Калашник М.В., Чхетиани О.Г. «Нестационарные вихревые дорожки в сдвиговых течениях» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 6, с. 127-138 (2019)

Вихревыми дорожками называют пространственно периодические системы вихрей, формирующиеся за счет неустойчивости сдвиговых течений. В работе построен ряд точных и асимптотических решений уравнений двумерной гидродинамики, описывающих нестационарные вихревые дорожки. Показано, что суперпозиция течения с постоянным горизонтальным сдвигом и его возмущения в форме немодальной волны дает точное решение, описывающее нестационарную вихревую дорожку с вращающимися эллиптическими линиями тока. Определена ширина полосы, заключающей вихревую дорожку, получено уравнение сепаратрисы, отделяющей вихревые ячейки с замкнутыми линиями тока от внешнего меандрирующего течения. В рамках уравнения переноса потенциальной завихренности изучено влияние квазидвумерной сжимаемости и бета-эффекта на динамику вихревых дорожек. С использованием длинноволнового приближения построены решения, описывающие формирование вихревых дорожек в ходе развития неустойчивости зонального периодического течения и свободного слоя сдвига.