ТУРБУЛЕНТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ДВУХ ПОТОКОВ РАЗНОЙ ПЛОТНОСТИ И СКОРОСТИ, ДВИЖУЩИХСЯ В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Т. В. Заболотникова, В. Е. Неуважаев
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 3-13.

Две жидкости разной плотности расположены в поле силы тяжести и перемещаются одна относительно другой с разными скоростями. Изучается случай, когда число Рейнольдса достаточно велико, поэтому граница раздела неустойчива к малым возмущениям, 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 (для lυ-модели подобная формула была построена ранее) (рис. 4, список лит. - 12 назв.).

С. М. Бахрах, И. Ю. Безрукова, А. Д. Ковалева, С. С. Косарим, О. В. Ольхов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 14-25.

Представлены результаты расчетно-теоретического анализа процессов, происходящих при выходе плоской ударной волны на искривленную свободную поверхность конденсированного вещества. Показано, что возникающая при этом неустойчивость может иметь характер кумулятивного струеобразования. Получены основные закономерности, описывающие развитие и рост кумулятивных возмущений в зависимости от начальных условий и некоторых реологических свойств материалов (рис. 11, табл. 2, список лит. - 12 назв.).

В. В. Завьялов, М. Ю. Козманов, В. Н. Селезнев, В. Е. Черняков, А. А. Шестаков
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 26-36.

Проблема тестирования является одним из необходимых аспектов при создании численных методик. При тестировании методик в качестве модельных задач желательно выбирать задачи, которые имеют аналитические решения. При отсутствии аналитических решений для тестирования методик обычно привлекают задачи, сосчитанные на очень подробной сетке до сходимости. Эти данные и используются вместо точных решений.
       В статье рассматриваются результаты численных расчетов трех тестовых задач переноса излучения по различным схемам. Первая задача является широко используемым тестом для переноса излучения. Однако она не имеет точного решения, поэтому при исследовании разностных методик приходится использовать численные расчеты на очень подробных разностных сетках. Остальные задачи основаны на аналитических решениях, что значительно упрощает процесс тестирования методик (рис. 6, список лит. - 11 назв.).

С. С. Соколов, А. И. Панов, А. А. Воропинов, И. Г. Новиков, И. В. Соболев, А. В. Ялозо
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 37-52.

Рассматривается методика ТИМ, предназначенная для расчета трехмерных задач механики сплошных сред на многогранных неструктурированных лагранжевых сетках. Методика позволяет проводить расчеты на сетках с произвольным количеством связей в узлах (количеством примыкающих ячеек, ребер и граней). Методика работоспособна как на неструктурированных многогранных сетках типа Дирихле-Вороного (в каждом узле сетки сходится четыре ребра), так и на шестигранных сетках (в каждом узле сходится шесть ребер) и неструктурированных многогранных сетках, имеющих произвольное количество соседств в узле. Для всех типов сеток используются единые счетные алгоритмы. Расчет начальных данных и решение уравнений механики сплошных сред выполняются в правой декартовой системе координат. Для численного решения задач газодинамики, нестационарной упругопластичности и магнитной гидродинамики используются явные конечно-разностные схемы; кинематические величины хранятся в узлах счетной сетки, термодинамические величины - в центрах ячеек. Для расчета задач теплопроводности используется неявная конечно-разностная схема (рис. 16, список лит. - 19 назв.).

М. В. Кащеев, И. А. Кузнецов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 53-64.

Разработана математическая модель процессов удержания расплава в корпусе быстрого реактора при разрушении тепловыделяющих сборок. Уравнения сохранения массы, импульса и энергии решены в многосвязной области, состоящей из 15 подобластей. Рассмотрено формирование тепловыделяющего слоя. Получены соотношения для определения времени формирования слоя и его толщины. Проведено моделирование зон слоя. Выполнен учет процессов кипения и конденсации натрия и стали. Получены стоки тепла в зоне с теплообменниками.
       Разработанная расчетная модель реализована в виде программы БРУТ. С ее использованием проведено расчетное исследование удержания расплавленного топлива в корпусе быстрого реактора при разрушении 6 и 36 тепловыделяющих сборок, а также при полном плавлении активной зоны в результате возникновения вторичной критичности на мгновенных нейтронах. На основании проведенного расчетного анализа можно утверждать, что обеспечивается удержание разрушенной активной зоны в корпусе реактора без его проплавления (рис. 7, список лит. - 10 назв.).

В. М. Понятский
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 65-71.

Рассматривается задача оценки параметров динамической модели летательного аппарата по телеметрическим данным. Оценка параметров модели летательного аппарата проводится методом фильтрации Калмана. Качество идентификации модели проводится с помощью критерия Фишера и ε-критерия. Приводятся результаты оценки постоянной времени планера и рулевого привода (рис. 7, список лит. - 5 назв.).

К. А. Поташев, Н. Д. Якимов, И. П. Бреус
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 72-79.

Проведен обзор современной зарубежной литературы, посвященной моделированию многофазных потоков в пористых средах и связанных с ними капиллярных эффектов, проявляющихся на границах раздела фаз. Центральным моментом исследований является выявление зависимости капиллярного давления и относительных фазовых проницаемостей от насыщенности, поверхностного натяжения и других характеристик пористой среды и насыщающих ее фаз. Изложение материала в основном построено на работах, посвященных различным экологическим задачам: прогнозу области и скорости загрязнения почв жидкими загрязнителями и исследованию различных сценариев их проникновения в природные пористые среды; оптмизации и проектированию искусственных капиллярных барьеров, способных сдерживать или отклонять поток загрязнителя от чувствительных областей природных сред; разработке методов восстановления загрязненных почв (рис. 2, список лит. - 37 назв.).

Т. З. Лыгина, М. Г. Храмченков, Р. Х. Храмченкова
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2005. Вып.3. С. 80-85.

Представлены результаты математического моделирования подвижности ионов в почвах и глинистых грунтах. Расчеты проводились на основании концепции осмотической ячейки, разработанной одним из авторов. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными. Получено хорошее согласие, подтверждающее экспериментальную обоснованность используемой модели (рис. 3, список лит. - 5 назв.).