ИСТИНА

Для широкого класса течений переход к турбулентности происходит через этап неустойчивости, когда на фоне двумерного течения возникают трехмерные структуры. Понимание того, почему и как возникает трехмерность, представляет фундаментальный интерес и имеет важное значение для управления переходом. Течение может содержать несколько движущихся и взаимодействующих областей роста трехмерных возмущений, что затрудняет определение истинной природы трехмерных структур. Такая ситуация, в частности, характерна для канонической задачи обтекания цилиндрического тела. В зависимости от условий обтекания (формы тела, внешних воздействий) реализуются различные моды трехмерной неустойчивости (A, B, C и др.), отличающиеся структурой и пространственно-временной симметрией. При этом локальными областями роста трехмерных возмущений в этой задаче могут одновременно являться течения в формирующихся вихрях и сдвиговые течения, возникающие при срыве вихрей в поток. В силу сложного взаимодействия этих подобластей течения до сих пор существуют различные гипотезы о механизмах перехода к трехмерности [Aleksyuk, Shkadov, Eur. J. Mech. B Fluids 2018, J. Fluid. Struct. 2019]. В докладе обсуждаются способы локализации элементов сложных потоков и определения их вклада в процесс перехода. Описано развитие трехмерных вихревых структур на основе нового метода [Aleksyuk, Shkadov, Eur. J. Mech. B Fluids 2018], позволяющего оценить влияние основных физических механизмов на этот процесс. Численное моделирование трехмерных течений основано на решении уравнений Навье-Стокса стабилизированным методом конечных элементов. При выполнении работы использовались ресурсы суперкомпьютерного комплекса МГУ им. М.В. Ломоносова. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №18-01-00762).