ИСТИНА

Классическая теория гидродинамической устойчивости потоков сплошных сред, основанная на анализе самой неустойчивой моды, не применима для описания потери устойчивости ряда потоков. Например, согласно классической теории, течения Пуазейля в круглой трубе и Куэтта между пластинами устойчивы, хотя в эксперименте они теряют устойчивость начиная с определенного значения числа Рейнольдса. Кроме того, ламинарно-турбулентный переход сдвиговых потоков сплошных как правило сопровождается образованием вытянутых вдоль потока структур «стриков», появление которых невозможно предсказать в рамках классической модальной теории устойчивости. В последнее время активно развивается немодальная теория гидродинамической устойчивости, являющаяся обобщением классической теории. Она основана на линейном анализе развития определенных начальных возмущений сдвиговых потоков, энергия которых нарастает максимально на заданном интервале времени. Такие возмущения называют оптимальными. Доклад посвящен продолжению развития теории немодальной устойчивости для потоков дисперсных сред. Впервые проводится исследование оптимальных возмущений течения запыленного газа в пограничном слое с учетом неоднородного распределения дисперсной фазы и подъемной силы, действующей на включения ввиду выского градиента скорости в пограничном слое на масштабе одиночной частицы. Частицы сосредоточены в пылевом слое, имеющим варьируемую ширину и среднюю концентрацию частиц. Получено, что в отличие от устойчивости потока с однородной концентрацией включений, существуют две неустойчивых моды. При приближении пылевого слоя к пластине происходит существенное увеличение критического числа Рейнольдса. Подъемная сила приводит к значительной стабилизации течения при широких распределениях частиц вблизи пластины. Изучена немодальная устойчивость потока запыленного газа в пограничном слое. Максимальная энергия оптимальных возмущений при заданной средней по толщине пограничного слоя массовой концентрации частиц достигается при узком пылевом слое, расположенном в окрестности границы зоны вытеснения.