Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: Численный метод расчета формирования кумулятивных струй в жидкости

Авторы: Никита Дмитриевич Байков, А.Г. Петров (МГУ; ИПМех РАН) baikov_nd@rambler.ru

Работа посвящена численному моделированию развития кумулятивных струй на основе метода граничных элементов с применением квадратурных формул без насыщения. Погрешность аппроксимации убывает экспоненциально с ростом количества узлов сетки на границе. Часто, при расчете быстро меняющейся свободной границы возникает "пилообразная" неустойчивость, из-за которой приходится прибегать к сглаживанию границы. В разработанной численной схеме сглаживание не требуется. Проверка точности проводится на основе законов сохранения энергии, импульса и момента импульса, а также сравнением с полуаналитическими решениями. Изучается влияние на форму границы силы тяжести, циркуляции, наличия стенки и некоторых других факторов. Исследуется влияние на геометрию струи начальной формы границы и распределения скорости на ней. Приводятся примеры расчетов игольчатых струй в цилиндрических полостях (Рис. 1). Также рассматривается развитие неустойчивости и процесс обрушения капиллярно-гравитационных волн (Рис. 2).

Исследование проведено в рамках работы над кандидатской диссертацией.

Рис. 1

Рис. 2