Моделирование неустойчивости и турбулентного перемешивания в слоистых системах

 

Разин А. Н.
Моделирование неустойчивости и турбулентного перемешивания в слоистых системах.
Монография. – Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2010

 

Представлены начальные сведения по развитию неустойчивости и турбулентного перемешивания в слоистых системах. Приводятся теоретические модели, предназначенные для расчета эволюции неустойчивостей Рэлея – Тейлора, Рихтмайера – Мешкова, Кельвина – Гельмгольца и оценки роста ширины зоны турбулентного перемешивания. Кратко изложены основные сведения по статистической гидродинамике. Дается вывод незамкнутой системы уравнений для средних величин, приводятся примеры получения уравнений для корреляций. Подробно описывается реализация модели турбулентного перемешивания В. В. Никифорова в рамках одномерной методики ВИХРЬ. Проблемы расчета турбулентных течений обсуждаются на примерах численного моделирования известных опытов.
Книга предназначена для специалистов, занимающихся численным моделированием задач газовой динамики с учетом турбулентного перемешивания.

Категория:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Уравнения движения
Глава 2. Ламинарное и турбулентное течение

Список литературы к главе 2

Глава 3. Три вида неустойчивости слоистых систем

3.1. Начальное возмущение
3.2. Неустойчивость РТ
3.3. Неустойчивость РМ
3.4. Неустойчивость Кельвина – Гельмгольца
Список литературы к главе 3

Глава 4. Развитие неустойчивости РТ

4.1. Линейная стадия
4.1.1. Учет поверхностного натяжения
4.1.2. Учет вязкости
4.2. Нелинейная стадия
4.3. Конкуренция пузырей
4.4. Стадия ТП
4.4.1. Buoyancy-drag модель (постоянное ускорение)
4.4.2. Теория Беленького – Фрадкина (постоянное ускорение)
4.4.3. l-ν модель Неуважаева (постоянное ускорение)
4.5. Некоторые экспериментальные результаты
4.6. Сравнение результатов эксперимента и теории
Список литературы к главе 4

Глава 5. Развитие неустойчивости РМ

5.1. Линейная теория Рихтмайера
5.2. Случай отраженной волны разрежения
5.3. Импульсная модель Рихтмайера
5.4. Нелинейная модель
5.5. Стадия ТП
Список литературы к главе 5

Глава 6. Неустойчивость Кельвина – Гельмгольца

6.1. Пример возникновения неустойчивости на КГ
Список литературы к главе 6

Глава 7. Статистическая гидродинамика

7.1. Случайные величины
7.2. Случайные процессы
7.3. Случайные поля
7.4. Корреляции
7.5. Однородная и изотропная турбулентность
7.6. Теория Колмогорова
7.7. Масштабы турбулентности
7.8. Осреднение по Рейнольдсу и Фавру

Глава 8. Незамкнутая система уравнений для средних величин

8.1. Уравнение сохранения массы
8.2. Система уравнений движения (уравнения Навье – Стокса)
8.3. Уравнение для удельной внутренней энергии
8.4. Уравнение для массовых концентраций
8.5. Незамкнутая система уравнений для средних величин
8.6. Уравнения для корреляций

Глава 9. Современные методики расчета неустойчивости и ТП

9.1. Обзор современных методик
9.2. Некоторые проблемы численного моделирования
Список литературы к главе 9

Глава 10. Замкнутая система уравнений ТП модели Никифорова

Список литературы к главе 10

Глава 11. Реализация модели Никифорова в одномерном случае (методика ВИХРЬ)

11.1. Расщепление по физическим процессам
11.2. Уравнения газовой динамики
11.2.1. Разностная схема
11.2.2. Расстановка сетки
11.2.3. Расчет термодинамических функций смеси
11.3. Уравнение лучистой теплопроводности
11.3.1. Разностная схема
11.3.2. Реализация граничных условий
11.3.3. Усреднение коэффициента теплопроводности
11.3.4. Расчет пробега в смеси
11.4. Система уравнений для турбулентных величин
11.4.1. Разностные схемы для уравнений ТП без учета диффузионных членов
11.4.2. Инициализация турбулентного перемешивания
11.5. О сходимости разностного решения
11.5.1. Безударные течения
11.5.2. Течения с УВ
11.5.3. Определение центра конечно-разностной УВ
Список литературы к главе 11

Глава 12. Пакет программ ВИХРЬ

12.1. Основные счетные модули (подпрограммы)
12.2. Расчет масс намешанных веществ
12.3. Определение ширины зоны ТП
12.4. Сервисные программы

Глава 13. Результаты некоторых расчетов

13.1. Смыкание двух зон ТП (плоский опыт Е. Е. Мешкова)
13.2. Деформация однородной турбулентности в канале
13.3. Взаимодействие УВ с изотропной турбулентностью
13.4. Цилиндрический опыт Е. Е. Мешкова
13.5. Опыт Пожжи и др.
13.6. Опыты Димонте
13.7. ТП в двумерных течениях
13.7.1. Эксперименты по ТП в двумерных течениях
13.7.2. Расчеты без учета ТП
13.7.3. Расчеты с учетом ТП
Список литературы к главе 13