Изложены новые методы решения гидродинамической задачи расчета внутренних течений в открытых турбулентных потоках. На основании теоретических и экспериментальных исследований представлен анализ анизотропного состояния искусственно сжатых русел, для которых наиболее характерны внутренние (вторичные) течения. Приведены методы численной реализации предложенных математических моделей в трехмерном пространстве произвольной формы, на основании современных вычислительных методов и эффективных алгоритмов газогидродинамики. Разработанные методы расчета трехмерных течений, с учетом их анизотропных свойств, могут применяться для решения задач взаимодействия открытых водных потоков с гидротехническими объектами, в гидравлических расчетах для оценки русловых деформаций, а также для решения задач по исследованию экологических проблем распространения загрязняющих веществ в открытых водоемах.

Представлены результаты исследования теплообмена и гидродинамики в плоских криволинейных каналах с ускорением потока. Рассмотрены причины возникновения трехмерности течения в криволинейных каналах и выявлен характер воздействия на нее конструктивных и режимных факторов. Исследовано влияние трехмерности на условия теплообмена и гидродинамику потока возле торцевых и криволинейных стенок канала. Изучено воздействие заградительного и проникающего охлаждения на гидродинамику потока и интенсивность охлаждения торцевой поверхности криволинейных каналов. Определено влияние внешней турбулентности на входе в криволинейных канал на гидродинамику и теплообмен возле его торцевых стенок.

Рассмотрена задача об адвекции пассивной примеси морскими течениями в областях со сложной геометрией в приближении идеальной несжимаемой жидкости. Задача решена адаптированным к задачам двухмерной адвекции численным методом, в основу которого положен метод дискретных особенностей. Размещение системы вихрей на фиксированном расстоянии от береговой линии позволяет существенно улучшить выполнение граничного условия. Оптимальное смещение вихрей от границы определяется из условия минимума числа обусловленности системы линейных алгебраических уравнений, сформированной для определения интенсивности вихрей. Численная модель позволяет учесть процесс формирования вихревых структур, образующихся при обтекании выступов береговой линии. Адвекция пассивной примеси анализируется на примере численного решения задачи двухмерного течения жидкости в проливе, содержащем остров. Показано, что интенсивность процесса адвекции существенно усиливается при наличии острова и острых кромок в береговой линии.

Рассмотрены методы генерации внутренних волн в лабораторных условиях. Основное внимание уделено внутренним уединенным волнам, распространяющимся вдоль поверхности раздела в двухслойной среде. Описан модифицированный "метод ступенчатого бассейна", на основании которого проведены экспериментальные исследования характеристик внутренних уединенных волн. Приведено описание установки и методики проведения экспериментов. Показано, что при малых амплитудах характеристики внутренних уединенных волн могут быть успешно описаны на основании КДВ теории. Для описания волн большой амплитуды необходимо привлекать полностью нелинейные теории. В качестве альтернативы может быть использована ЕКДВ теория.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж123.623.2

Рубрики:

Нерівномірний рух рідини у природних водотоках

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведена методика построения кривых свободной поверхности потока в непризматическом русле прямоугольного сечения.

Представлены результаты численного расчета течения в плоском канале при наличии на его нижней стенке выступа с квадратной формой поперечного сечения. Метод расчета основан на прямом решении нестационарных уравнений Навье-Стокса в переменных скорость - давление методом конечных разностей с использованием разнесенных сеток. Приведены результаты численного исследования полей скорости, давления и вихревой структуры потока в области расположения выступа при различных числах Рейнольдса и заданной геометрии препятствия. Показано, что при числах Рейнольдса больше 400 существуют вторичные вихревые образования на верхней и нижней стенках канала.

Розглянуто частинний випадок теорії генерації шуму обмеженою областю турбулентної течії в нескінченному прямому жорсткостінному каналі кругового поперечного перерізу. В ньому досліджено ситуацію, коли у згенерованому акустичному полі домінує внесок об'ємних квадруполів. При цьому інтерес становлять такі потоки і форми локальних неоднорідностей геометрії каналів, за яких регіон турбулентної за неоднорідністю течії займають рівномірно розподілені великі або малі вихори. Для цих випадків одержано відповідні спрощені вирази для згенерованої акустичної енергії та проведено їх оцінювання для характерних масштабів в області турбулентності.

Предложена методика построения моделей турбулентности, основанная на представлении всех пульсационных компонент в виде суммы теоретически бесконечного количества случайных величин. Модели, построенные на основе этой методики, проверялись на расчетах разнообразных течений в слоях, трубах и каналах, кавернах и т.д. На основе этой методики проводятся расчеты течений в канале с препятствиями.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж123.623.2 + Д225.5

Рубрики:

Нерівномірний рух рідини у природних водотоках

Руслові процеси в ріках

Шифр НБУВ: ДС45651 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж123.623.2 + Д225.5

Рубрики:

Нерівномірний рух рідини у природних водотоках

Руслові процеси в ріках

Шифр НБУВ: ДС45651 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж123.623.2 + Д225.5

Рубрики:

Нерівномірний рух рідини у природних водотоках

Руслові процеси в ріках

Шифр НБУВ: ДС45651 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж123.623.2 + Д225.5

Рубрики:

Нерівномірний рух рідини у природних водотоках

Руслові процеси в ріках

Шифр НБУВ: ДС45651 Пошук видання у каталогах НБУВ