Адвекция частиц жидкости в поле точечных вихрей

Адвекция частиц жидкости в поле точечных вихрей [c.173]

Рассматривается двухмерная задача об адвекции пассивной жидкости в поле скорости, генерируемом парой точечных вихрей в идеальной несжимаемой жидкости, ограниченной круговой областью. Показано, что при определенных условиях движение пассивных жидких частиц может проявлять хаотические свойства, которые приводят к интенсивному перемешиванию жидкости. Для идентификации таких областей использовались различные критерии и методы анализ фазовых траекторий, спектральных и корреляционных характеристик, построение сечений Пуанкаре, вычисление наибольшего показателя Ляпунова. [c.441]

Статья организована следующим образом. В первом разделе представлены соотношения динамики точечных вихрей в круговой области. Во втором разделе рассматриваются различные критерии и методы анализа движения жидких частиц в произвольном поле скорости, приводятся различные методы и критерии, предназначенные для определения и идентификации зон интенсивного перемешивания (размешивания). Численный анализ задачи об адвекции пассивной примеси применительно к полю скорости, наведенному двумя точечными вихрями в круговой области, рассматривается в третьем разделе. Последний раздел посвящен обсуждению полученных результатов, проведению сравнительного анализа различных методов и критериев распознавания зон интенсивного перемешивания (размешивания) пассивной жидкости в рассматриваемом двухмерном поле скорости. [c.444]

Адвекция частиц в поле точечного вихря. Во всех рассмотренных ранее плоских задачах о точечных вихрях в идеальной жидкости исследовались вопросы движения самих вихрей ( изменение во времени их траекторий ). Не меньший интерес представляет анализ движения окружающей эти вихри жидкости. При этом частицы жидкости находятся в потенциальном поле скорости и, на первый взгляд, их движения должны быть достаточно простыми. С движением именно этой области связаны практические вопросы о переносе пассивной примеси в атмосфере и океане, взбалтывании и перемешивании недиффунднрующих жидкостей, визуализации потоков. И хотя об этой проблеме упомянул В.Гребли, активное изучение проблемы, носящее общее название проблемы адвекции, началось лишь благодаря работе Х.Арефа [89]. Благодаря работам [94, 127, 226], посвященным моделированию спектров двухмерной турбулентности, оказалось, что проблема адвекции весьма сложна. Эта ситуация, в первую очередь, связана с неустановившимся потенциальным полем скоростей, обусловленным движением точечных вихрей. [c.173]

Рассмотренные ситуации являются наиболее простыми примерами интенсивно развивающегося в настоящее время [ 124, 151, 198, 254 направления гидромеханики — взбалтывании и перемешивании недиффундирующих жидкостей. Значительно более сложным примером является ситуация хаотической адвекции, например, движение частиц в поле трех точечных вихрей. Различные возможные картины движения частиц представлены в(Г ).Такое хаотическое движение называется лагранжевой турбулентностью и представляется многообещающим для дальнейших исследований. [c.177]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...