Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.12 Численные методы, компьютерное моделирование

 

Гайфуллин А.М., Жвик В.В. «Новые результаты теории струй» Волны и вихри в сложных средах: 12 международная конференция – школа молодых ученых; 01–03 декабря 2021 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 70-72 (2021)

Авторами в приближении пограничного слоя получено автомодельное решение для дальнего поля трехмерной пристенной ламинарной струи. Показатель автомодельности определен с помощью численного решения. Установлена связь данного решения с условиями в источнике струи. Получены координатные разложения автомодельного решения при малых и больших значениях радиальной координаты. В главном приближении разложения по малой координате азимутальная скорость отсутствует, а продольная и радиальная компоненты скорости зависят от азимутального угла одинаковым образом. Решение Гамеля для течения в конфузоре является главным членом разложения по большим значениям радиальной координаты.

Волны и вихри в сложных средах: 12 международная конференция – школа молодых ученых; 01–03 декабря 2021 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 70-72 (2021) | Рубрики: 04.01 04.09 04.12

 

Стояновская О.П., Арендаренко М.С., Григорьев В.В., Исаенко Е.А., Лисица В.В., Маркелова Т.В., Савватеева Т.А. «Плоские звуковые волны малой амплитуды в полидисперсной газопылевой среде с плавучими частицами: аналитическое представление и численное воспроизведение» Волны и вихри в сложных средах: 12 международная конференция – школа молодых ученых; 01–03 декабря 2021 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 209-210 (2021)

Рассмотрена задача о распространении плоских звуковых волн малой амплитуды в среде из несущего изотермического газа и твердых частиц различного размера, сформулированная на основе многожидкостной макроскопической модели среды. В модели дисперсная фаза представляет собой N фракций монодисперсных частиц, для описания динамики каждой фракции используются уравнения сплошной среды, в которой отсутствует собственное давление. Фракции обмениваются импульсами с несущим газом, но не между собой. На всю смесь действует общее давление, определяемое движением молекул газа, пылевые частицы считаются плавучими.

Волны и вихри в сложных средах: 12 международная конференция – школа молодых ученых; 01–03 декабря 2021 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 209-210 (2021) | Рубрики: 04.01 04.12 04.16

 

Богомолов Я.Л., Юнаковский А.Д. «Численное моделирование волнового рассеяния в плоских каналах с острыми углами» Математический форум (Итоги науки. Юг России). Тезисы докладов%Том 17. Исследования по теории операторов, дифференциальным уравнениям, математическому моделированию и проблемам математического образования. РСО-Алания, турбаза "Дзинага", 29 июня – 05 июля 2025 г., с. 145-146 (2025)

Математический форум (Итоги науки. Юг России). Тезисы докладов%Том 17. Исследования по теории операторов, дифференциальным уравнениям, математическому моделированию и проблемам математического образования. РСО-Алания, турбаза "Дзинага", 29 июня – 05 июля 2025 г., с. 145-146 (2025) | Рубрики: 04.04 04.12

 

Аганин А.А., Мустафин И.Н. «Численное моделирование ударно-волновых импульсов при коллапсе кавитационных пузырьков в воде» Волны и вихри в сложных средах: 12 международная конференция – школа молодых ученых; 01–03 декабря 2021 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 18-21 (2021)

При интенсивном коллапсе кавитационных пузырьков в толще жидкости в окрестности пузырька возникают ударно-волновые импульсы, расходящиеся от поверхности пузырька. Такие импульсы представляют значительный интерес для приложений. В частности, они могут вызывать повреждение насосов, лопаток гидротурбин, способствовать очистке твердых поверхностей от загрязнений, интенсификации сонохимических реакций. В настоящей работе изучается адекватность численного моделирования подобных ударно-волновых импульсов в воде на основе уравнений газовой динамики, используемых для описания движения пара в пузырьке и окружающей жидкости и замыкаемых широкодиапазонными уравнениями состояния. Решение этих уравнений находится численно методом С.К. Годунова в подвижных координатах, связанных с поверхностью пузырька.

Волны и вихри в сложных средах: 12 международная конференция – школа молодых ученых; 01–03 декабря 2021 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 18-21 (2021) | Рубрики: 04.12 06.05

 

Бойко А.В., Прокофьев В.В., Архангельский Е.А., Якимов А.Ю. «Использование энергии волн для движения по волнам частично погруженной в жидкость пластины: физический и численный эксперимент» 52 школа-конференция "Актуальные проблемы механики" памяти Н.Ф. Морозова. Тезисы докладов конференции. Санкт-Петербург, 23–27 июня 2025 года, с. 182-183 (2025)

52 школа-конференция "Актуальные проблемы механики" памяти Н.Ф. Морозова. Тезисы докладов конференции. Санкт-Петербург, 23–27 июня 2025 года, с. 182-183 (2025) | Рубрика: 04.12

 

Шульженко П.Д., Мешкова В.Д., Дектерев А.А. «Численное исследование влияния различных скоростей ветра на условия формирования аэродинамических зон в городских каньонах» 52 школа-конференция "Актуальные проблемы механики" памяти Н.Ф. Морозова. Тезисы докладов конференции. Санкт-Петербург, 23–27 июня 2025 года, с. 197-198 (2025)

52 школа-конференция "Актуальные проблемы механики" памяти Н.Ф. Морозова. Тезисы докладов конференции. Санкт-Петербург, 23–27 июня 2025 года, с. 197-198 (2025) | Рубрики: 04.12 08.07

 

Параскун А.Г. «Численный волновой бассейн методом сглаженных частиц и его экспериментальная проверка» 52 школа-конференция "Актуальные проблемы механики" памяти Н.Ф. Морозова. Тезисы докладов конференции. Санкт-Петербург, 23–27 июня 2025 года, с. 327 (2025)

52 школа-конференция "Актуальные проблемы механики" памяти Н.Ф. Морозова. Тезисы докладов конференции. Санкт-Петербург, 23–27 июня 2025 года, с. 327 (2025) | Рубрики: 04.12 14.02

 

Хмелёв В.Н., Шалунов А.В., Синкин А.А., Овчаренко А.Г. «Численное исследование влияния двумерного перекрёстного ультразвукового поля на эффективность коагуляции частиц сложной формы» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 487-490 (2025)

Представлены результаты численного исследования влияния перекрёстного ультразвукового поля на эффективность коагуляции частиц сложной формы. Актуальность работы особенно остро стоит для дымовых частиц, которые могут иметь произвольную форму и представляют опасность для людей при пожаре. Установлено наличие критического уровня звукового давления, начиная с которого вращающееся акустическое поле принципиально оказывает влияние на площадь сечения столкновения. Критический уровень звукового давления обусловлен, что при малых уровнях звукового давления агломерат ориентируется в равновесное положение – перпендикулярно каждому из направлений воздействующих плоских ультразвуковых волн. Введено понятие относительной завихрённости акустического поля. Установлено, что с повышением относительной завихрённости критический уровень звукового давления снижается. И для относительной завихрённости 1 он составляет менее 180 дБ, а площадь сечения столкновения может быть увеличена до 2-х раз. Ключевые слова: ультразвук, вращение, коагуляция, эффективность, модель.

Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 487-490 (2025) | Рубрики: 04.12 06.23

 

Гусева Е.К., Голубев В.И., Петров И.Б. «Численный расчет влияния процесса миграции метана на результаты сейсмической разведки в зонах вечной мерзлоты» Журнал вычислительной математики и математической физики, 64, № 9, с. 1708-1717 (2024)

На протяжении длительного времени в шельфовых и прибрежных зонах Арктического региона наблюдается интенсивная эмиссия метана в атмосферу из недр вечной мерзлоты. Из-за потенциальной опасности этого явления для окружающей среды и инфраструктуры появляется необходимость периодического мониторинга газовых карманов, в том числе, с помощью проведения наземной сейсморазведки. Настоящая работа содержит результаты исследования данного процесса методами численного моделирования. Построена модель слоистого многолетнемерзлого песчаного грунта с криволинейными границами между пластами, отражающая основную специфику региона. Исследован процесс миграции газа в вертикальном и горизонтальном направлениях с помощью увеличения количества метановых резервуаров. Используется определяющая гиперболическая система линейной теории упругости. Задача решается сеточно-характеристическим методом в двумерной постановке на прямоугольной сетке, в каждой ячейке которой задаются упругие характеристики слоев. Подробно изучаются образующиеся волновые структуры на полученных синтетических волновых картинах и сейсмограммах, позволяющие определить направление распространения газа. Полученные результаты можно использовать для трактовки подобных натурных экспериментов.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 64, № 9, с. 1708-1717 (2024) | Рубрики: 04.12 09.04 09.05 09.06

 

Меньшов И.С., Немцев М.Ю., Марков В.В., Семенов И.В. «Некоторые вопросы численного моделирования ударно-волновых процессов в двухфазной газодисперсной смеси» Журнал вычислительной математики и математической физики, 65, № 5, с. 776-795 (2025)

Обсуждаются вопросы, связанные с построением математических моделей и численных методов для решения задач динамики двухфазной газодисперсной среды, представляющей собой смесь газа и мелких включений (частиц). Частицы предполагаются абсолютно жесткими, несжимаемыми и недеформируемыми. В качестве математической модели используется неравновесная континуальная модель Рахматулина–Нигматулина. Доказывается, что она совпадает с моделью Байера–Нунзиато с нелокальной релаксацией. На основе расщепления по физическим процессам предлагается дискретная модель, сводящаяся на каждом шаге по времени к решению двух строго гиперболических и консервативных подсистем уравнений. Для численного решения этих подсистем используются разностные схемы годуновского типа на основе приближенных решений задачи Римана типа HLL и HLLC. Предложенный численный метод верифицируется на задачах о переносе слоя частиц и релаксации скорости в безграничном двухфазном потоке, а также на задаче Седова о точечном взрыве в газодисперсной среде, в которой результаты двумерных расчетов сравниваются с точным автомодельным решением.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 65, № 5, с. 776-795 (2025) | Рубрики: 04.12 05.03

 

Никитин Н.В., Попеленская Н.В. «Нелинейное развитие стационарных возмущений в пространственно развивающейся круглой затопленной струе» Журнал вычислительной математики и математической физики, 65, № 5, с. 796-806 (2025)

Численно исследуется немодальное пространственное развитие стационарных трехмерных возмущений в круглой затопленной струе при Re=2850. Воспроизводятся условия лабораторного эксперимента, выполненного ранее в НИИ механики МГУ. Разработан метод расчета оптимальных возмущений в условиях развивающегося вниз по потоку основного течения. Найдены оптимальные возмущения, отвечающие разным азимутальным числам. Определены их форма, характер развития и степень роста. Изучено нелинейное развитие оптимальных возмущений при различных значениях их начальной амплитуды. Показано, что нелинейные эффекты приводят к замедлению скорости роста при их развитии вниз по потоку. Течения, деформированные стационарными возмущениями в угловом направлении, исследованы на устойчивость к малым нестационарным возмущениям. Обнаружено, что с ростом степени деформации максимальная скорость роста возмущений заметно возрастает благодаря появлению специфической коротковолновой моды неустойчивости.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 65, № 5, с. 796-806 (2025) | Рубрики: 04.12 05.02

 

Кудрявцев А.Н., Хотяновский Д.В. «Взаимодействия ударных волн: 30 лет со дня открытия гистерезиса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 120-140 (2025)

Представлен обзор численных и экспериментальных исследований перехода между регулярным и маховским отражением стационарных ударных волн и связанного с этим явления гистерезиса. Излагаются результаты подробных численных исследований, в которых при параметрах потока, соответствующих области двойного решения, продемонстрирована зависимость реализующейся стационарной ударно-волновой конфигурации от начальных условий и показано существование гистерезиса регулярного и маховского отражений при изменении углов клиньев, числа Маха набегающего потока, расстояния между клиньями, а также при асимметричном взаимодействии скачков. Излагаются результаты экспериментальных и численных исследований трехмерной структуры регулярного и маховского отражений и влияния трехмерности течения на переход. Обсуждается зависимость экспериментальных данных по переходу между регулярным и маховским отражениями от типа аэродинамической трубы и возможное влияние возмущений потока. Излагаются результаты численных исследований по контролируемому введению возмущений в поток и индуцированному возмущениями переходу между регулярным и маховским отражениями. Также обсуждаются результаты численных исследований перехода между регулярным и маховским отражениями и гистерезиса в некоторых других течениях: в перерасширенных сверхзвуковых струях, в химически реагирующих газовых смесях, при отражении головных скачков между цилиндрами, а также для гидравлических прыжков на мелкой воде.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 120-140 (2025) | Рубрики: 04.12 08.06 08.14