Группа компьютерного моделирования турбулентных течений

Н.В. Никитин

зав.лаб., д.ф.-м.н.

Б.И. Краснопольский

с.н.с., к.ф.-м.н.

Д.Е. Пивоваров

с.н.с., к.ф.-м.н.

Н.В. Попеленская

н.с., к.ф.-м.н.

В.О. Пиманов

н.с., к.ф.-м.н.

Возникновение турбулентности в струйке дыма от сигареты

Большинство течений жидкости и газа в природе и технике происходит в турбулентном режиме. Явление турбулентности – одно из самых загадочных и интригующих явлений в природе. Проблема предсказания поведения и свойств турбулентных течений входит в число важнейших нерешенных проблем классической физики. С появлением в конце 20 века быстродействующей вычислительной техники появилась возможность компьютерного моделирования турбулентных течений, которое позволяет существенно дополнить результаты натурных и лабораторных экспериментов и исследовать ряд вопросов, недоступных в физическом эксперименте. Неотъемлемой частью таких расчетов является активное использование суперкомпьютеров и вычислительных ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ.

Визуализация компьютерного расчета развитого турбулентного течения в трубе

Пространственно-локализованные турбулентные структуры, возникающие в трубах на стадии перехода

Группа компьютерного моделирования турбулентных течений НИИ механики МГУ занимает лидирующие позиции в нашей стране. Результаты исследований группы представлены в ведущих мировых изданиях и хорошо известны не только в России, но и за рубежом. Конкретные темы работы научной группы включают

определение механизмов самоподдержания турбулентности;
исследование структуры турбулентного потока вдоль гладких стенок;
изучение свойств вторичных течений, возникающих в турбулентных течениях в трубах некруглого сечения, в частности, в потоках вдоль внешних и внутренних углов;
изучение электрокинетической неустойчивости в растворах электролита;
исследование теплопереноса в турбулентных потоках;
исследование турбулентности с позиций теории динамических систем;
совершенствование методов вычислений с использованием возможностей современных суперкомпьютеров.

Линии тока и изолинии средней скорости — Изолинии средней скорости и линии тока вторичного течения в турбулентном течении в трубе с сечением в виде квадрата с вырезанным углом

Турбулентное обтекание кубических препятствий

Работа группы поддерживается грантами РФФИ и РНФ. За последние годы научные результаты сотрудников группы отмечены премией имени акад. Л.И. Седова «За выдающиеся достижения в области механики жидкости и газа и общих основ механики сплошной среды» (Н.В. Никитин, 2016г.), стипендией Президента Российской Федерации (Б.И. Краснопольский, 2016 – 2018 гг.), стипендиями Конкурса молодых ученых НИИ механики МГУ (Б.И. Краснопольский, 2008 – 2017 гг.; В.О. Пиманов, 2015 – 2017 гг.; Д.Е. Пивоваров, 2015 – 2018 гг.). Сотрудники группы - неоднократные лауреаты Конкурсов работ, способствующих решению задач Программы развития Московского университета. В 2018 г. защищена кандидатская диссертация (В.О. Пиманов).

С 2010 г. сотрудники группы составляют оргкомитет традиционной международной конференции «Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность» (НеЗаТеГиУс) http://hit-conf.imec.msu.ru/. Конференция проводится каждый второй год начиная с 1976 г. В феврале-марте 2018 г. состоялась XXIII конференция.