Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ВОСХОДЯЩИХ ЗАКРУЧЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ ВОЗДУХА

Обухов А. Г., Баранникова Д. Д.,

Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ ВОЗДУХА

Данная глава посвящена описанию результатов численного моделирования возникновения и функционирования свободных температурных восходящих закрученных течений воздуха при различных локальных схемах нагрева подстилающей поверхности, а также численного моделирования огненных вихрей.

Реализация предложенных краевых условий рассматривается при численных расчетах и анализе особенностей течений газа в начале формирования закрученного восходящего потока, вызваном нагревом нижней поверхности при действии сил тяжести и Кориолиса.

Описаны результаты численных расчетов нестационарных трехмерных течений сжимаемого газа со свойствами вязкости и теплопроводности в температурном закрученном потоке при нагреве нижней поверхности одним и несколькими источниками при действии сил тяжести и Кориолиса.

Приводятся результаты нестационарных трехмерных расчетов всех газодинамических характеристик указанных потоков, результаты построения мгновенных линий тока. Установлено постепенное превалирование положительной закрутки температурного закрученного восходящего течения воздуха в случае Северного полушария.

Рассматривается численное моделирование закрученного течения воздуха вокруг плавно нагревающейся вертикальной цилиндрической области при действии сил тяжести и Кориолиса. Численно строятся решения полной системы дифференциальных уравнений Навье-Стокса при постоянных коэффициентах вязкости и теплопроводности, которые с предложенными начальными и граничными условиями описывают сложные нестационарные трехмерные течения сжимаемого газа со свойствами вязкости и теплопроводности. Явной разностной схемой выполнены расчеты всех газодинамических параметров – плотности, температуры, давления и скорости газа для начальной фазы формирования потока воздуха. Построены мгновенные линии тока, определяющие соответствующие траектории движения частиц в возникающем течении. Установлено отрицательное направление закрутки течения воздуха, возникающего при нагревании вертикальной цилиндрической области в случае Северного полушария.