ФОРМИРОВАНИЕ ПЛОСКОЙ АБСОЛЮТНО НЕУСТОЙЧИВОЙ СТРУИ

Автор: Никита Михайлович Экстер

Соавторы: Гареев Л.Р.

Организация: МГУ им. Ломоносова

В данной работе определяется длина участка локальной абсолютной неустойчивости затопленных струй с начальными профилями скорости, задаваемыми двумя параметрами: ξ, ζ. Параметр ξ отвечает за положение точки перегиба на профиле скорости, ζ — за ширину сдвигового слоя струи. Известно, что при достаточно длинном участке локальной абсолютной неустойчивости возможна глобальная неустойчивость течения [1]. В случае глобальной неустойчивости формируется локализованное в пространстве растущее возмущение, удовлетворяющее нулевым граничным условиям во входном сечении струи и на бесконечном удалении от неё во всех направлениях, зависящее от времени как e^iωt. Предполагается, что при формировании в эксперименте начального профиля скорости струи, для которой теоретический анализ предсказывает наличие длинной зоны абсолютной неустойчивости, возможно создание глобально неустойчивой струи. Разработана программа на языке Python, определяющая длину участка локальной абсолютной неустойчивости (в невязком и вязком приближениях) путём поиска седловых точек на плоскости (Reα,Imα), где α — волновое число, для струи при числе Рейнольдса 9000 для шестисот различных значений параметров ξ, ζ [2]. Реализован алгоритм поиска геометрии канала диффузора, формирующего струю с профилем скорости, для которого длина области локальной абсолютной неустойчивости максимальная (рис.1). Также были получены 2 геометрии диффузора, формирующих на выходе профили скорости с параметрами ξ=0.1, ζ=1.6 и ξ=0.15, ζ=1.8.

Работа поддержана грантом РНФ, проект №25-19-00278.