МОДЕЛИРУЯ ТУРБУЛЕНТНОСТЬ
В Институте математики им. С. Л. Соболева СО РАН прошла очередная
защита диссертации на соискание степени доктора
физико-математических наук. «Наш диссертационный совет, — сказал
его председатель академик С. Годунов, — может обсуждать и
дифференциальные уравнения, и вычислительные алгоритмы, и вопросы
математического моделирования в механике жидкости…».
Наш корр.
 |
| Докторскую диссертацию защищает О. Воропаева. |
Диссертацию на тему «Численное моделирование динамики
безымпульсного турбулентного следа в устойчиво стратифицированной
среде» успешно защитила Ольга Воропаева — старший научный
сотрудник Института вычислительных технологий СО РАН.
Во всем мире свойства течений стратифицированной жидкости
изучаются очень активно. Неоднородными по плотности, температуре
и солености средами являются вода в озерах, морях и океанах,
воздушная масса в атмосфере. Освоение человеком этих пространств
потребовало решения большого числа научных задач. Особый интерес
для исследований представляют турбулентные течения. В официальном
отзыве ИГиЛ СО РАН — ведущей организации — отмечается, что
теория турбулентности еще далека от своего завершения. Однако
огромная практическая потребность в предсказании и управлении
такими течениями вызвала появление математических моделей
турбулентности, возможности которых, а также их сложность
постоянно возрастают. Современные численные методы и компьютерная
техника позволяют проводить вычислительный эксперимент по
изучению сложных природных и техногенных течений. Вычислительные
результаты, представленные в диссертации О. Воропаевой, вносят
существенный вклад в решение одной из сложных и актуальных
проблем гидродинамики турбулентных стратифицированных
течений — развитие следа за движущимся телом.
 |
| Оценку работе дает зав. лабораторией д.ф.-м.н.
В. Ковеня. |
«Турбулентные следы — это классический объект исследования
теоретической, вычислительной и прикладной гидродинамики, один из
ярких примеров свободных турбулентных течений, — говорит Ольга
Фалалеевна. Инструментальные измерения таких течений даже в
однородной среде связаны со значительными трудностями. В слоистой
среде проявляются особые свойства, которые обогащают и весьма
существенно усложняют общую картину течения. Проблема состояла в
том, чтобы построить эффективные и надежные математические модели
для этого класса задач, оценить имеющиеся и разработать новые
модели, определить пути их упрощения. Построением таких моделей в
Сибирском отделении с начала 70-х годов начала заниматься группа
в составе О. Васильева (академик), Б. Кузнецова, Ю. Лыткина,
Г. Черных. Мой учитель Геннадий Георгиевич Черных — один из ведущих
специалистов по математическому моделированию турбулентных
течений. Наши вычисления делают более понятным процесс эволюции
турбулентного течения — они позволяют не только дать
представление о картине течения, но и определить характеристики
турбулентности, амплитуду волн, посмотреть, какого вида эти
волны, как долго „живет“ след от движущегося тела и т.д. Более
того, разработанные численные модели позволили предсказать важные
физические эффекты, существование которых подтвердили в
дальнейшем и лабораторные эксперименты.»
 |
| Председатель диссертационного совета акад. С. Годунов. |
По словам заведующего лабораторией вычислительной гидродинамики ИВТ
профессора В. Ковени, проделанная работа — пример того,
когда численный эксперимент
позволил указать диапазон применимости математических моделей
различной степени сложности. А это и есть инструмент для
практиков, позволяющий наиболее просто и быстро считать. Это одна
из сильных сторон работы.
В ходе обсуждения представленной работы
академик С. Годунов обратил внимание на весьма
существенный аспект данной проблемы — модели турбулентного
движения должны стать объектом более пристального внимания
математиков-теоретиков — «Сейчас происходит некое отделение тех,
кто занимается математическим моделированием, от тех, кто занят
чистой математикой. А вот в период становления атомной
промышленности, когда я занимался подобными вещами, как раз было
мощное объединение физиков и математиков. И тогда все двигалось в
сторону чистых математических постановок задач… Вопросы
обоснования математических моделей имеют серьезное значение для
конструирования численных методов, поскольку мы должны
конструировать метод, основываясь именно на свойствах этих
уравнений».
Фото В. Новикова.
стр. 6
|
