Татьяна Ивановна Рождественская (Институт автоматизации проектирования РАН) :
Статьи:
551.555.9 Численное исследование трехмерных течений неоднородной жидкости около кругового цилиндра
Рождественская Т. И. (Институт автоматизации проектирования РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2019-3-8699
Актуальность изучения стратифицированной по плотности жидкости, в частности морской воды, имеет очень большое значение для науки и техники. Результаты таких исследований могут применяться при изучении обтекания морской водой подводных судов и частей судов, погруженных в воду, при исследовании морских течений за островами и, следовательно, безопасности мореплавания. В данной работе в качестве стратифицированной жидкости рассматривается вода, в которой растворена соль NaCl. Это наиболее распространенная в природе жидкость (вода в морях и океанах). Течение стратифицированной жидкости имеет особенности, не свойственные течению однородной жидкости. При исследовании двухмерной структуры течения вокруг препятствия были обнаружены такие явления, как опережающее возмущение (блокировка жидкости перед препятствием) и присоединенные внутренние волны. При более подробном рассмотрении тонкой структуры течения удалось выявить и другие особенности. В данной работе в вычислительном эксперименте исследовано трехмерное обтекание кругового цилиндра потоками стратифицированной жидкости в широком диапазоне чисел Рейнольдса и Фруда. Обнаружено, что область, занятая присоединенными волнами, простирается на значительное расстояние вверх от передней критической точки цилиндра. В качестве численного метода исследования был использован разностный метод Белоцерковского — Гущина — Коньшина, имеющий второй порядок точности по пространственным координатам. Метод многократно тестировался и показывал хорошие результаты. Он осуществляется поэтапно: сначала вычисляются приближенные значения скоростей, затем по ним рассчитывается давление, по нему уточняются скорости и, наконец, вычисляется соленость. Программный комплекс, реализующий этот метод, адаптирован для машин с параллельной архитектурой с помощью техники MPI. Расчеты проводились на суперкомпьютере МВС-1000.
Рождественская Т.П. Численное исследование трехмерных течений неоднородной жидкости около кругового цилиндра. Математическое моделирование и численные методы, 2019, № 1, с. 86–99.