Gerya T.V. «Numerical modelling of iron core formation with finite differences and marker-in cell techniques» Механика, управление и информатика, № 4, с. 7-14 (2011)

Thermo-mechanical numerical modelling becomes more and more popular tool for understanding iron core formation mechanisms during planetary accretion and differentiation. Modelling of iron core formation in a self-consistent manner should take into account realistic rheology of planetary materials and large internal deformation of a self-gravitating planetary body. This requires computing complex visco-(elasto)- plastic deformation in the variable gravity field which changes with time in response to evolution in mass distribution inside the planet. Changes in the shape of the planet and the related planetary surface deformation should also be considered. One way to tackle these requirements is to use the spherical-Cartesian approach that allows computations of self-gravitating bodies of arbitrary form on Cartesian grids including the presence of a free surface. In this paper 2D implementation of this approach based on finite differences and marker-in-cell techniques is discussed in short together with test numerical examples.

Дружинин О.А., Троицкая Ю.И. «Автогенерация внутренних волн фонтаном в стратифицированной жидкости» Механика, управление и информатика, № 4, с. 15-29 (2011)

Проводится прямое численное моделирование и теоретический анализ динамики фонтана, формирующегося при проникновении вертикальной ламинарной струи с осесимметричным гауссовым профилем скорости сквозь скачок плотности (пикноклин). Показано, что при числе Фруда (Fr), превышающем критическое значение, фонтан совершает автоколебания, сопровождающиеся генерацией внутренних волн в пикноклине. При достаточно малых Fr фонтан делает круговые движения в горизонтальной плоскости в окрестности центра струи, сохраняя почти неизменную форму. При этом излучаются внутренние волны, имеющие вид раскручивающихся спиралей. При достаточно больших Fr доминирует другая мода, когда верхушка фонтана хаотически «блуждает» в окрестности центра струи и периодически обрушается, генерируя пакеты внутренних волн, распространяющихся к периферии области счета. В обоих случаях частота внутренних волн совпадает с частотой колебаний верхушки фонтана и монотонно уменьшается с ростом Fr. Зависимость амплитуды колебаний верхушки фонтана от Fr в численном моделировании хорошо согласуется с предсказанием теоретической модели конкуренции взаимодействующих мод в режиме мягкого самовозбуждения.

Гусев А.В. «Численная модель гидродинамики океана в криволинейных координатах для воспроизведения циркуляции Мирового океана» Механика, управление и информатика, № 4, с. 30-48 (2011)

Представлен оригинальный программный комплекс для проведения и анализа расчётов σ-модели общей циркуляции океана ИВМ РАН, который может применяться для Мирового океана с использованием криволинейных ортогональных систем координат. Вместе с моделью общей циркуляции океана комплекс включает модель динамики и термодинамики морского льда, а также эффективную систему обмена данными с атмосферой. Комплекс можно применять для воспроизведения гидродинамики океана и характеристик морского льда как при заданном атмосферном воздействии, так и совместно с моделью атмосферы. Разработанный программный комплекс может использоваться на параллельных вычислительных системах с общей памятью, а также и на современных персональных компьютерах. На основе разработанного комплекса создана новая версия σ-модели общей циркуляции океана. Модель построена в криволинейной ортогональной системе координат, полученной путём конформного комплексного преобразования стандартной широтно-долготной системы. Пространственное разрешение модели Мирового океана составляет 0,5° в горизонтальных координатах и 40 неравномерно распределенных по вертикали σ-уровней. Проведен численный эксперимент по расчёту глобальной циркуляции океана на срок 100 лет с начального состояния, соответствующего январской климатологии Левитуса, с реалистичным заданием годового хода атмосферного воздействия по данным CORE (Data for Common Ocean-Ice Reference Experiments). Результаты численных расчётов показали, что модель адекватно воспроизводит основные характеристики крупномасштабной динамики Мирового океана. Ключевые слова: общая циркуляция океана, физика морских льдов, численное моделирование циркуляции океана, анализ данных наблюдений.

Орлов К.Г., Мингалев И.В., Родин А.В. «Негидростатическая модель общей циркуляции атмосферы Венеры и результаты её применения» Механика, управление и информатика, № 4, с. 49-56 (2011)

Изложено краткое описание модели общей циркуляции атмосферы Венеры, основанной на численном решении полной системы уравнений газовой динамики. Эта модель позволяет исследовать механизмы формирования общей циркуляции атмосферы Венеры. При моделировании получены вихри в полярных областях и суперротация в большом интервале высот.

Родин А.В., Евдокимова Н.А., Бурлаков А.В., Федорова А.А. «Перестройки волновых режимов циркуляции атмосферы Марса» Механика, управление и информатика, № 4, с. 57-64 (2011)

Приведено сравнение результатов численного моделирования общей циркуляции атмосферы Марса с данными гиперспектрометра OMEGA космического аппарата (КА) Mars-Express. Пространственное распределение концентрации водяного пара, мощности и микроструктуры ледовых покровов полярных шапок обнаруживает симметричные, сезонно изменчивые вариации, которые представляют собой, по всей видимости, инерционные волны в системе циркуляции атмосферы планеты.

Мингалев И.В., Мингалев О.В., Мингалев В.С. «Численное исследование влияния горизонтальной неоднородности температуры и несферичности Земли на глобальную циркуляцию средней атмосферы» Механика, управление и информатика, № 4, с. 65-78 (2011)

Разработанная ранее математическая модель глобальной системы нейтрального ветра земной атмосферы применяется для исследования механизмов, ответственных за формирование планетарной циркуляции средней атмосферы. Результаты моделирования показывают, что горизонтальная неоднородность температуры атмосферы и несферичность Земли должны оказывать существенное влияние на глобальную циркуляцию атмосферы.

Кривошеев Ю.М. «Решение задач переноса излучения методом Монте-Карло: астрофизические приложения» Механика, управление и информатика, № 4, с. 79-90 (2011)

Работа посвящена применению метода Монте-Карло к решению задач переноса излучения и её астрофизическим приложениям. Приводится описание алгоритма решения задачи переноса излучения в космической плазме путём моделирования траектории фотонов в среде. В качестве примера рассматривается задача о формировании рентгеновского спектра галактического микроквазара SS433.

Моисеенко С.Г., Бисноватый-Коган Г.С., Арделян Н.В. «Моделирование магниторотационых процессов в астрофизике (магниторотационые сверхновые)» Механика, управление и информатика, № 4, с. 91-104 (2011)

Магниторотационный (МР) механизм взрыва сверхновой с коллапсирующим ядром исследуется численно в двумерной постановке для различных масс ядер, моментов вращения и конфигураций магнитного поля. Для численного моделирования используется неявная полностью консервативная лагранжевая схема на треугольной сетке переменной структуры. Показано, что магниторотационный механизм позволяет получить энергию взрыва, соответствующую наблюдательным данным. Форма взрыва существенно зависит от начальной конфигурации магнитного поля. В процессе эволюции магнитного поля при МР-взрыве сверхновой развивается МР-неустойчивость, приводящая к экспоненциальному росту всех компонент магнитного поля, что существенно уменьшает время развития МР-взрыва сверхновой. Энергия взрыва сверхновой растёт с увеличением массы ядра, а также начальной энергии вращения.

Чернышов А.А., Карельский К.В., Петросян А.С. «Масштабно-инвариантные спектры сжимаемой магнитогидродинамической турбулентности с вынуждающей внешней силой» Механика, управление и информатика, № 4, с. 105-136 (2011)

Предлагается метод крупных вихрей для исследования сжимаемой магнитогидродинамической турбулентности, вынуждаемой внешней силой. Предложенная методика основана на решении исходных отфильтрованных уравнений магнитной гидродинамики конечно-разностными методами и на линейном представлении внешних сил в уравнениях сохранения импульса и магнитной индукции, обеспечивающих производство кинетической и магнитной энергий. Основное внимание уделено важному и до сих пор не исследованному вопросу о способности метода крупных вихрей воспроизводить масштабно-инвариантные спектры Колмогорова и Ирошникова–Крейчнана в сжимаемом магнитогидродинамическом течении.

Шикота С.К.А., Меньшутин А.Ю., Крашаков С.А., Григорьева М.В., Щур Л.Н. «Система проведения видеосеминаров ВидеоГРИД» Механика, управление и информатика, № 4, с. 137-147 (2011)

Излагается опыт функционирования системы для организации распределенной работы виртуальных коллективов, реализованной на инструментарии AccessGrid. Система ВидеоГРИД развернута в Инновационном центре РАН и в Отделе прикладных сетевых исследований НЦЧ РАН. Обсуждается опыт использования системы для проведения видеосеминаров.