О возможности реализации в эксперименте оптимальных возмущений в затопленной струе
Автор: Юлия Сергеевна Зайко
Соавторы: Ашуров Д.А., Веденеев В.В.
Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова
Оптимальные возмущения, соответствующие наибольшему росту кинетической энергии на заданном интервале, ответственны за bypass-сценарий перехода к турбулентности в пристенных течениях [1]. Аналогичный сценарий был продемонстрирован и в струях в работе [2]. Как правило, оптимальные возмущения представляют собой сложные трёхмерные структуры. В работах [2,3] экспериментально создавались возмущения, близкие по структуре к оптимальным, растущие в соответствии с тем же механизмом, однако, скорость их роста оказалась существенно ниже скорости роста оптимальных возмущений. Вопрос о реальной возможности создания оптимальных возмущений в эксперименте остаётся открытым.
В данной работе проводится сравнение скоростей роста оптимальных возмущений и возмущений, созданных в [2,3]. Проводится статистический анализ возмущений, энергия которых составляет хотя бы 50 % оптимальной. Анализируется начальное пространственное распределение скорости таких возмущений и возможность их создания в эксперименте.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда № 25-19-00278.
1. Trefethen L.N., Trefethen A.E., Reddy S.C., Driscoll T.A. Hydrodynamic stability without eigenvalues // Science. 1993. V. 261. P. 578–584.
2. Ivanov O.O., Ashurov D.A., Gareev L.R., Vedeneev V.V. Non-modal perturbation growth in a laminar jet: an experimental study // J. Fluid Mech. 2023. V. 963. A8.
3. Гареев Л.Р., Иванов О.О., Веденеев В.В., Ашуров Д.А. Влияние амплитуды вносимого стационарного возмущения на его немодальный рост в ламинарной затопленной струе // Прикладная механика и техническая физика. 2024. Т. 65. № 1. С. 70–74.
