Информация о докладе

В среду, 5 марта 2025 г., в 12.00 состоится очередное заседание семинара по механике сплошных сред имени А.Г. Куликовского и А.А. Бармина. Руководители семинара: В.П. Карликов, А.Н. Осипцов, А.А. Афанасьев и Н.В. Никитин. Семинар пройдет в очном режиме в кинозале НИИ механики МГУ. Также можно подключиться к видеоконференции в системе Salute Jazz (Код конференции: f2pxqo@salutejazz.ru, пароль: fvobloi5; ссылка для подключения: https://clck.ru/3FJTYk )

Никитин Николай Васильевич

НИИ механики МГУ, Москва

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ (DNS) В ИССЛЕДОВАНИИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ

Большинство течений жидкости и газа в технике и природе происходит в турбулентном режиме. Переход от ламинарного режима течения к турбулентному сопровождается значительными изменениями основных характеристик потока, такими, например, как трение и теплообмен на обтекаемых поверхностях, которые возрастают в разы, а иногда и на порядки. Поэтому развитие средств описания, предсказания и управления турбулентностью является чрезвычайно актуальной задачей.
В последние десятилетия наряду с традиционными экспериментальными и теоретическими методами исследования турбулентных течений получил развитие новый мощный и удобный подход, основанный на результатах численного решения полных уравнений динамики вязкой жидкости – уравнений Навье-Стокса. Этот метод получил название метода Прямого численного моделирования, или DNS (Direct numerical simulation). Он позволяет рассчитывать и анализировать турбулентные течения в их исчерпывающей полноте во всех значимых диапазонах временных и пространственных масштабов. Такие возможности требуют и существенных затрат в ресурсах памяти и производительности используемой вычислительной техники, поэтому применение метода DNS ограничено в настоящее время лишь простейшими конфигурациями и умеренными значениями характерных чисел Рейнольдса. Основное предназначение DNS видится не в определении каких-то средних параметров гидравлического характера, а выявление фундаментальных свойств исследуемых течений, недоступных для изучения другими методами.
В докладе некоторые возможности DNS будут показаны на примере обсуждения конкретной проблемы, касающейся установления физических механизмов возникновения и самоподдержания турбулентности в пристенных течениях. На примере исследования интересного гидродинамического объекта, так называемого модельного порыва [1-3], будут описаны процессы воспроизведения изучаемого явления в численном расчёте, выделение отдельных структурных составляющих, определения динамических и корреляционных связей между ними. Результатом исследования является полное описание всех деталей механизма самоподдержания колебаний в рассматриваемом течении.
[1] M. Avila, F. Mellibovsky, N. Roland and B. Hof. Streamwise-Localized Solutions at the Onset of Turbulence in Pipe Flow. Phys. Rev. Lett., 2013, 110, 224502.1 [2] Никитин Н.В., Пиманов В.О. Численное исследование локализованных турбулентных структур в трубах. МЖГ, 2015, 5, 64-75. [3] Никитин Н.В., Пиманов В.О. О поддержании колебаний в локализованных турбулентных структурах в трубах. МЖГ, 2018, 1, 68-76.

Докладчики

• Никитин Николай Васильевич