Аннотация.

Методами численного моделирования исследуется задача обтекания цилиндра в канале вязким сжимаемым газом в двумерной постановке. Задача рассматривается при фиксированном значении числа Маха, равном 0,3. Целью настоящей работы является изучение развития сценария бифуркаций при изменении параметра (число Рейнольдса), обнаружение первой бифуркации, приводящей к потере симметрии решения, и исследование изменения подъемной силы, действующей со стороны газа на цилиндр. Для численного исследования используется явная схема высокого порядка типа Годунова на регулярной прямоугольной сетке. Криволинейная граница цилиндра аппроксимируется с помощью метода погруженной границы. Расчеты проводились на кластере cuda.cs.msu.su НИВЦ МГУ имени М. В. Ломоносова.

Ключевые слова:

динамические системы, хаос, сценарий ФШМ, сжимаемая среда, гидродинамика, подъемная сила.

Стр. 53 - 59.

D. A. Burov, O. I. Ryabkov

"On a variation of lift force in the problem of the flow past a cylinder during initial stages of laminar-turbulent transition"

Abstract.   Methods of direct numerical simulation are applied for investigation of viscous compressible gas flow past a circular cylinder in a 2D channel. The problem is considered only for a fixed Mach  number equal to 0.3. The Reynolds number is treated as a bifurcation parameter. Attention  is  payed to certain  values  of this number which lead to loss of stability and simultaneous formation of the Karman vortex street. This problem has already been studied in numerous works by O. M. Belotserkovsky and other authors. The aim of present study is, first, to thoroughly examine the evolution bifurcation scenario;  second,  an attempt  to find the first  bifurcation which leads to symmetry breaking is made; finally, a  study  of gas  lift  force changes  (which occur during transition  from one  regime  to another) is  conducted. Simulation is realized by means of an explicit high-order Godunov-like scheme on a regular rectangle grid. Curvilinear cylinder contour is approximated with immersed boundary method.

Keywords: dynamical systems, chaos, FSM-scenario, compressible flow, hydrodynamics, lift force.

Полная версия статьи в формате pdf.