ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ВОСХОДЯЩИХ ЗАКРУЧЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ ВОЗДУХА

Обухов А. Г., Баранникова Д. Д.

Издательство: Академия Естествознания

Год издания: 2017

ISBN: ISBN 978-5-91327-505-9

Учебное пособие посвящено описанию численного моделирования сложных течений вязкого сжимаемого теплопроводного газа в тепловых закрученных потоках. Детально изучаются процессы возникновения и динамики трехмерного нестационарного движения воздуха, инициированного тепловыми источниками различной конфигурации при учете действия сил тяжести и Кориолиса. Рассматривается математическая модель возникновения и продолжительного существования тепловых закрученных течений – полная система уравнений Навье-Стокса с учетом действия сил тяжести и Кориолиса. Численное построение решений полной системы уравнений Навье-Стокса при соответствующем выборе начальных условий и методов вычисления газодинамических характеристик на границах расчетной области позволяет моделировать указанные сложные течения сжимаемого вязкого теплопроводного газа в трехмерном нестационарном случае. Учебное пособие предназначено для подготовки аспирантов направления 09.06.01 –»Информатика и вычислительная техника» по профилю 05.13.18 – «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ». Учебное пособие будет полезно научным работникам, преподавателям, магистрантам и студентам, интересующимся содержательными задачами газовой динамики, а также аналитическими и численными методами решения систем нелинейных уравнений с частными производными.

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЕДЫДУЩИХ АНАЛИТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОВЫХ ВИХРЕЙ

§1. Разрушительные атмосферные тепловые вихри

§2. О строгом математическом доказательстве закрутки радиальных течений воздуха в условиях действия сил тяжести и Кориолиса

§3. Экспериментальные исследования по генерированию свободных тепловых вихрей в лабораторных условиях

Глава II. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ

§4. Система уравнений газовой динамики при учете действия сил тяжести и Кориолиса

§5. Полная система уравнений Навье-Стокса при учете действия сил тяжести и Кориолиса

§6. Разностный метод построения решений полной системы уравнений Навье-Стокса

§7. Начальные и граничные условия и их численная реализация

§8. Программно-вычислительный комплекс численного решения полной системы уравнений Навье-Стокса

Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ ВОЗДУХА