Формирование локализованного в пространстве растущего возмущения в плоской затопленной струе
Автор: Юлия Сергеевна Зайко
Соавторы: Веденеев В.В., Экстер Н.М.
Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова
В работе в рамках линейной теории устойчивости изучается развитие возмущений в плоских затопленных струях. В качестве профилей скорости в начальном сечении используются профили, которые определяются парой параметров ξ,ζ (ξ отвечает за положение точки перегиба, ζ — за величину радиальной компоненты градиента скорости в точке перегиба). Для струй с профилями из этого семейства плоскопараллельный анализ обнаруживает абсолютную неустойчивость, то есть ситуацию, в которой малое возмущение, возникшее в данной точке пространства, неограниченно растёт в ней со временем [1]. Для каждого начального профиля скорости был проведён CFD-расчёт соответствующей эволюционирующей вниз по потоку струи. Из каждого расчёта на разных расстояниях от начала струи снимались профили скорости, для которых проводился анализ неустойчивости, в результате для каждой эволюционирующей струи была получена длина зоны локальной абсолютной неустойчивости [2]. Наличие такой зоны является необходимым (но не достаточным) условием глобальной неустойчивости [3,4] — существования растущей глобальной собственной моды (собственной модой называется возмущение, удовлетворяющее нулевым граничным условиям во входном сечении струи и на бесконечном удалении от неё во всех направлениях, зависящее от времени как eiωt). Чтобы растущие глобальные возмущения возникли, указанная зона абсолютной неустойчивости должна быть достаточно протяжённой вниз по потоку, а скорость роста возмущений достаточно большой [4]. Аналитически получена связь между характеристиками локальной абсолютной неустойчивости и глобальной неустойчивостью течения. Продемонстрирован профиль скорости, при котором имеет место глобальная неустойчивость.
