Пожалуйста, авторизуйтесь:
ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет
Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
|
|
Ершов Игорь Валерьевич
доцент, к.ф.-м.н. (Новосибирская государственная академия водного транспорта, доцент)
| |
Секция: Modern problems of mathematical modelling and computational technologies
Тема доклада:
| |
|
"Влияние объемной вязкости на нелинейное развитие волн Кельвина-Гельмгольца" |
| |
|
"Influence of the bulk viscosity on nonlinear development of the Kelvin – Helmholtz waves" |
Тезисы доклада:
| |
|
Влияние объемной вязкости на нелинейное развитие волн Кельвина-Гельмгольца
Ю.Н. Григорьев,
Институт вычислительных технологий СО РАН,
630090, Новосибирск, Россия,
И.В. Ершов, К.И. Зырянов,
Новосибирская государственная академия водного транспорта,
630099, Новосибирск, Россия,
В работе на модельной задаче исследовано влияние термического возбуждения на эволюцию вихревого возмущения в сдвиговом потоке двухатомного газа. С этой целью в рамках полных уравнений Навье-Стокса сжимаемого теплопроводного газа рассматривается нелинейное развитие неустойчивости Кельвина-Гельмгольца вплоть до формирования и последующей диссипации структуры «cat’s - eye» в эволюционирующем во времени слое сдвига с точкой перегиба на профиле скорости. Термическая неравновесность внутренних степеней свободы молекул газа варьировалась изменением отношения коэффициентов сдвиговой и объемной вязкости в тензоре напряжений. В качестве начальных возмущений использовались наиболее растущие моды, рассчитанные в линейном приближении уравнений невязкой газовой динамики. Диапазон параметров течения соответствовал реальным значениям для двухатомных газов.
Полученные результаты позволили количественно оценить влияние объемной вязкости на эволюцию вихревой структуры и сделать следующие выводы.
1. Влияние объемной вязкости на кинематику вихревой структуры с преимущественно невязким механизмом эволюции относительно мало, но ее дополнительный диссипативный эффект проявляется вполне определенно.
2. При возрастании объемной вязкости в реальных для двухатомных газов пределах относительное увеличение диссипации кинетической энергии структуры, осредненное по времени ее «жизни», достигает 13%.
3. В дозвуковом диапазоне чисел Маха при М≥0,5 вклады объемной вязкости (сжимаемости) и сдвиговой вязкости в темп диссипации кинетической энергии возмущений становятся соизмеримыми по порядку величины.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект №08-01-00116.)
|
| |
|
Influence of the bulk viscosity on nonlinear development of the Kelvin – Helmholtz waves
Yu.N. Grigoryev,
Institute of Computational Technologies SB RAS,
630090, Novosibirsk, Russia,
I.V. Ershov, K.I. Zyryanov,
Novosibirsk State Academy of Water Transport,
630099, Novosibirsk, Russia,
In the report an influence of thermal nonequilibrium on evolution of vortex structure in a molecular gas shear flow is investigated. With this aim the nonlinear development of the Kelvin – Helmholtz instability is considered in a framework of the full Navier - Stokes equations of compressible viscous heat - conducting gas. Calculations were carried out up to formation and following dissipation of “cat’s – eye” structure in time-growing shear layer with inflection point on the velocity profile. The thermal nonequilibrium of internal molecular modes was varied by ratio of the bulk and shear viscosity coefficients in the stress tensor. The most strongly amplified modes calculated from linearized inviscid gas dynamics equations were used as initial disturbances. The range of the flow parameters corresponded to real values of diatomic gases. The received results allow to estimate quantitatively an influence of bulk viscosity on the evolution of the vortex structure and to make the following conclusions.
1. The influence of the bulk viscosity on the kinematics of vortex structure with the mainly inviscid mechanism of evolution is relatively not much, but its additional dissipative effect is shown quite definitely.
2. Under growth of the bulk viscosity in the limits which are characteristic for diatomic gases the relative increasing dissipation of the structure kinetic energy averaged over its “time -life” achieves 13%.
3. In a subsonic range of the Mach numbers at М≥0.5 the contributions of the bulk and shear viscosities in rate of the dissipation of the kinetic energy of the disturbances become commensurable.
This research was supported by the Russian Basic Research Fund (grant No. 08-01-00116).
|
|
|
