Дальневосточный математический журнал

К содержанию выпуска


Применение программного пакета OpenFOAM для численного моделирования вихреобразования в несжимаемой жидкости при наличии вращения


A.Д. Ермаков

2025, выпуск 1, С. 48-60
DOI: https://doi.org/10.47910/FEMJ202504


Аннотация
В данной работе на основе численного моделирования системы уравнений Навье–Стокса исследуется задача вихреобразования в кубической ячейке при наличии силы вращения и постоянно действующей внешней силы. В ходе численных экспериментов в зависимости от амплитуды этих сил получено несколько типов течений: турбулентный режим, режим возникновения нескольких вихрей-циклонов и режим возникновения одного крупного антициклона. Для численного моделирования в данной работе используется пакет прикладных программ OpenFOAM.

Ключевые слова: вращающаяся жидкость, прямое численное моделирование, OpenFOAM.

Полный текст статьи (файл PDF)

Библиографический список

[1] McEwan A.D., “Angular momentum diffusion and the initiation of cyclones”, Nature, 260, (1976), 126–128.
[2] Ruppert-Felsot J.E., Praud O., Sharon E. and Swinney H.L., “Extraction of coherent structures in a rotating turbulent flow experiment”, Physical Review E, 72, (2005), 016311.
[3] Godeferd F.S., Moisy F., “Structure and dynamics of rotating turbulence: a review of recent experimental and numerical results”, Applied Mechanics Reviews, 67, (2015), 030802.
[4] Frisch U., Turbulence: the legacy of A.N. Kolmogorov, Cambridge University Press, 1995.
[5] Pope S.B., Turbulent flows, Cambridge University Press, 2000.
[6] Моисеев С.С., Сагдеев Р.З., Тур А.В., Хоменко Г.А., Яновский В.В., “Теория возникновения крупномасштабных структур в гидродинамической турбулентности”, ЖЭТФ, 1983.
[7] Моисеев С.С., Сагдеев Р.З., Тур А.В., Хоменко Г.А., Шукуров А.М., “Физический механизм усиления вихревых возмущений в атмосфере”, Докл. АН СССР, 1983.
[8.]Levina G.V., Moiseev S.S., Rutkevich P.B., “Hydrodynamic alpha-effect in a convective system. Chapter 4”, Advances in Fluid Mechanics. Nonlinear Instability, Chaos and Turbulence, V. 2, eds. L. Debnath and D. N. Riahi, WITPress, Southampton, 2000, 111–162.
[9] Levina G.V., Burylov I.A., “Numerical simulation of helical-vortex effects in Rayleigh-Benard convection”, Nonlin. Processes Geophys., 13, (2006), 205–222.
[10] Тумачев Д.Д., Филатов С.В., Вергелес С.С., Левченко А.А., “Два режима динамики когерентных столбовых вихрей во вращающейся жидкости”, Письма в ЖЭТФ, 118:6, (2023), 430–437.
[11] John Marshall and others, “A finite-volume, incompressible Navier Stokes model for studies of the ocean on parallel computers”, Journal of Geophysical Research Atmospheres, 102:C3, (1997), 5753–5766.
[12] https://www.openfoam.com.
[13] Guzev M.A., Fortova S.V., Doludenko A.N., Posudnevskaya A.O., Ermakov A.D., “Maslov rank distributions for the analysis of two-dimensional and quasi-two-dimensional turbulent flows”, Russian Journal of Mathematical Physics, 31:3, (2024), 438–449.
[14] Фортова С.В., Ермаков А.Д., “Численное моделирование квази-двумерных турбулентных течений в замкнутой кубической ячейке”, Математическое моделирование и численные методы, 4, (2024), 78–92.

К содержанию выпуска