ТУРБУЛЕНТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ДВУХ ПОТОКОВ РАЗНОЙ ПЛОТНОСТИ И СКОРОСТИ, ДВИЖУЩИХСЯ В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ. УЧЕТ НЕСИММЕТРИИ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

В. Е. Неуважаев, Т. В. Заболотникова
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 3-14.

Две жидкости разной плотности расположены в поле силы тяжести и перемещаются одна относительно другой с разными скоростями. Граница раздела неустойчива, разрушается и возникает турбулентное перемешивание.
       Работа посвящена теоретическому изучению турбулентного перемешивания, возникающего в результате совместного действия сдвиговой и гравитационной неустойчивостей. На основании κε-модели построена аналитическая формула для ширины области турбулентного перемешивания в зависимости от начальных параметров задачи: числа Атвуда , числа , ускорения g и начальной шероховатости L₀, где U₁ и U₂, ρ₁ и ρ₂ - соответственно скорости и плотности потоков.
       Ранее авторами получена формула для ширины области турбулентного перемешивания без учета несимметрии перемешивания, хотя в действительности (как это показывают эксперименты) перемешивание происходит несимметрично: интенсивность перемешивания в сторону легкого вещества больше интенсивности перемешивания в сторону тяжелого. В данной работе введен учет несимметрии перемешивания. Также проведено сравнение полученной формулы без учета силы гравитации с известными опытными данными и численными расчетами (рис. 4, список лит. - 9 назв.).

С. М. Бахрах, С. В. Величко, В. Ф. Спиридонов, Т. В. Резвова, А. А. Резяпов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 15-22.

Дано описание реализованных в комплексе ЛЭГАК-3D двух алгоритмов глобального пересчета величин: растрового и геометрического, а также модификации растрового метода. Описано распараллеливание алгоритмов на ЭВМ с распределенной памятью. Приводятся результаты сравнения времени работы алгоритмов, их точности, а также эффективности распараллеливания (рис. 6, табл. 2, список лит. - 9 назв.).

Г. В. Долголёва, А. В. Забродин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 23-32.

Получены аналитические выражения для определения кумулирующейся энергии в слоистой системе оболочек. Выводится закон энерговложения в один из внутренних слоев слоистой системы, при котором центральный слой этой системы будет сжиматься безударным образом. Показано, как использовать идею безударного сжатия для конструирования микромишеней. Приводятся расчеты микромишеней, которые подтверждают правильность рассмотренных подходов (рис. 10, табл. 1, список лит. - 13 назв.).

А. Г. Аксенов, М. М. Баско, Д. Г. Кошкарёв, Е. А. Забродина, М. Д. Чуразов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 33-36.

Рассматривается комплекс расчетно-теоретических оценок процесса распространения волны термоядерного горения дейтерия в цилиндрическом канале с урановой (U²³⁸) оболочкой.
       Исследуется возможность сокращения рабочего параметра ρR (с 10 до 3 г/см²). Развитие работ по ускорительной технике позволяет рассматривать достаточно большой масштаб процесса (E₀ > 100 МДж), возможность существенного приближения к режиму холодного сжатия топлива, реализацию воспламенения инициирующей таблетки DT в режиме Fast-Ignition. Для перехода от оценок к действительно расчетным исследованиям требуется существенная модернизация многомерной многотемпературной программы для учета нейтронных процессов распространения и деления урана-238 (рис. 4, табл. 4, список лит. - 7 назв.).

Б. П. Тихомиров
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 37-49.

Изучается влияние энергии и давления излучения на структуру бегущих волн в высокотемпературной газовой среде. Рассматриваемая автомодельная задача сводится к дифференциальному уравнению, зависящему от четырех параметров. Показано, что структура решения в целом определяется знаком потока тепла в критической точке, который, в свою очередь, зависит от значений показателя адиабаты и параметра, характеризующего поле излучения. Анализируются состояния равновесия изучаемой системы. Установлено, что при наличии излучения могут появиться одна или две дополнительные точки покоя; указаны достаточные условия, когда их нет. Приведен численный пример. Предложен простой способ построения аналитических тестов (рис. 8, список лит. - 2 назв.).

Г. М. Елисеев, Д. С. Кондратьев
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 50-57.

Представлены формулы построения сглаживающих гиперболических сплайнов и би-сплайнов третьего порядка, которые применены для гладкой "сшивки" термодинамических функций уравнений состояния. Кратко описана программа DESSI построения сплайн-уравнений состояния с помощью полиномиальных сплайнов различных типов.
       Получена упрощенная по сравнению с классической формула термодинамической согласованности. С ее помощью реализованы два алгоритма термодинамически-согласованной интерполяции термодинамических функций сплайн-уравнений состояния. Кратко описаны три варианта построения сплайн-уравнений состояния. На основе таблиц термодинамических функций, рассчитанных по программе ПЛАЗМА-4, и уравнения состояния Г. Е. Клинишова с помощью сшивки гиперболических бисплайнов построено "пробное" сплайн-уравнение состояния меди (рис. 2, список лит. - 12 назв.).

А. Н. Фахрутдинова, М. Г. Храмченков, Р. Х. Храмченкова, А. Н. Чекалин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 58-64.

Изучение свойств почв, в том числе методами математического моделирования, имеет важное значение как с точки зрения тех глобальных экологических функций (биосферной, гидросферной, литосферной и атмосферной), которые выполняет почва, так и с прикладной точки зрения. Помимо огромного значения для сельского хозяйства, почва, как правило, является первым барьером, который встречает на своем пути техногенное загрязнение окружающей среды. Различные свойства почвы существенно зависят от наличия в ее составе химических примесей. К таким свойствам почвы относятся в том числе ее физико-морфологические и теплофизические характеристики, существенные для массо- и теплообмена почвы и атмосферы. Это оказывается важным для дальнейшего переноса загрязнения, которое, попав в почву, дальше может распространяться как в подземных водах, так и через атмосферу, причем в последнем случае скорость переноса загрязнения существенно выше.
       В статье предпринята попытка с единых методических позиций физико-химической механики рассмотреть комплекс свойств почв, важный в том числе и для анализа возможных путей аккумуляции и переноса загрязнений в почве и связанных с ней сфер Земли - гидросферы и атмосферы (рис. 3, табл. 1, список лит. - 9 назв.).

Р. П. Федорин, М. Г. Храмченков
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2006. Вып.2. С. 65-69.

Рассматриваются некоторые особенности переноса примеси при фильтрации раствора через глинистые горные породы. Задача оказывается актуальной для проектирования хранилищ радиоактивных отходов.
       Существенно новым моментом является учет эффекта дисперсии примеси в фильтрующемся потоке. Исследована более полная модель массопереноса в глинистых породах по схеме бипористой среды, учитывающая неоднородное по минералогическому составу строение слабопроницаемых глинистых блоков (рис. 8, список лит. - 4 назв.).