Научный руководитель: академик РАН Белоцерковский О.М.
Исполнители: д.ф.-м.н., доц. Бабаков А.В.; д.ф.-м.н., проф. Голомазов М.М., чл.-корр.РАН, д.ф.-м.н., проф. Гущин В.А.; к.ф.-м.н. Овсянников А.М.; к.ф.-м.н. Опарин А.М.; д.ф.-м.н., проф. Трошкин О.В.; д.ф.м.н., проф. Шевелев Ю.Д.; д.т.н. Максимов А.Ф.; ЦАГИ: д.т.н. Дмитриев В.Г., д.ф.-м.н. Буньков Н.Г..
Для различных моделей среды (вязкая и невязкая, сжимаемый газ и несжимаемая жидкость) осуществлено моделирование пространственных стационарных и нестационарных безотрывных и отрывных вихревых течений в ближнем следе тел классических форм в широком диапазоне определяющих параметров (сфера, круговой цилиндр, круговой и эллиптический конус). Получены новые данные для стационарного и нестационарного ближнего следа, крупномасштабных вихревых структур, а также уточнена классификация отрывных режимов течений. Выполнены многочисленные расчеты течений, связанных с интенсивным развитием гидродинамических неустойчивостей и турбулентности, в рамках оригинального многопланового подхода (прямого численного моделирования) к изучению структурной турбулентности. Подход заключается в создании адекватных исследуемому явлению рациональных численных моделей, основанных на рассмотрении при изучении когерентных структур дискретных уравнений Эйлера для сжимаемого газа и диссипативных разностных схем и не использующих специальных явных подсеточных аппроксимаций и полуэмпирических моделей турбулентности.
Моделирование крупномасштабных вихревых структур в ближнем следе сжимаемого газа.
В рамках модели сжимаемого газа на основе метода потоков разработаны параллельные алгоритмы и программы, реализованные на многопроцессорных вычислительных системах с массовым параллелизмом для моделирования пространственно-нестационарных течений и расчета обтекания аппаратов сложной пространственной формы. В широком диапазоне скоростей от дозвуковых до сверхзвуковых осуществлено численное исследование аэродинамики аналога аппарата многоразового использования и спускаемых аппаратов в атмосфере Марса. Разработанные методики и полученные результаты могут быть использованы при разработке новых аппаратов аэрокосмической техники.
Прямое численное моделирование прослоек (скачков) плотности в следе за 2D цилиндром при его обтекании линейно стратифицированной жидкостью при малых числах Рейнольдса.
Научный руководитель: чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н., проф. Гущин В.А.
Исполнители: Рождественская Т.И.
При помощи разработанной ранее методики расчета обтекания 2D цилиндра линейно стратифицированной жидкостью впервые удалось промоделировать прослойки (скачки) плотности в следе за цилиндром (при Re=25, Fr=0.16), обнаруженные ранее в эксперименте. Появление прослойки в следе обусловлено общей перестройкой стратификации движущимся цилиндром. Вследствие эффекта блокировки √ торможения и проталкивания жидкости перед двумерным цилиндром под действием сил плавучести и вязкости, и смыкания ранее разнесенных по вертикали слоев жидкости разной плотности позади цилиндра формируется скачок плотности, лежащий в горизонтальной плоскости, проходящей через линию движения тела. Аналогичное явление наблюдается при обтекании как двумерных, так и трехмерных препятствий. Результаты могут быть использованы при проектировании мостов, башен, труб, летательных аппаратов и других конструкций подобной формы.
