В монографии изложены физические концепции и математические модели проблем аэродинамики окружающей среды, аналитические и численные методы расчета нестационарных пространственных течений. Рассмотрен широкий круг задач теории взрыва, конвекции и динамики атмосферы. Приведены конечно-разностные методы и результаты вычислительного эксперимента при решении широкого круга задач из указанных областей аэрогидродинамики. Особое внимание уделено, в частности, течениям, инициированным в атмосфере в результате подъема одиночных и ансамблей термиков, взаимодействию взрывных ударных волн с различными объектами, образованию концентрированных вихрей типа смерча-торнадо. Для облегчения понимания материала в монографии приведены основные понятия механики сплошных сред и наиболее часто используемые в качестве математических моделей системы уравнений в интегральной и дифференциальной форме, разностные методы, на которых в дальнейшем базируется вычислительная и предметная информация. Монография отличается доступностью изложения и рассчитана на широкий круг читателей научных работников, аспирантов и студентов вузов соответствующего профиля.
Author(s): Белоцерковский О.М., Андрущенко В.А., Шевелев Ю.Д.
Publisher: Янус-К
Year: 2000
Language: Russian
Commentary: 65770
Pages: 444
Tags: Физика;Матметоды и моделирование в физике;
Титульный лист......Page 2
1.1. Физические предпосылки......Page 3
1.2. Система координат. Эйлеровы и Лагранжевы координаты......Page 4
1.3. Уравнения движения вязкого сжимаемого теплопроводного газа в декартовой системе координат. Критерий применимости......Page 6
1.4. Теоретические, экспериментальные предпосылки проблем численного моделирования......Page 14
2.1. Конечно-разностные (сеточные) методы. Теоретические аспекты построения схем: аппроксимация, устойчивость, сходимость. Механизм генерации нефизических осцилляций численных решений. Дивергентная форма. Монотонность......Page 38
2.2. Способы конструирования схем с заданными свойствами......Page 60
2.3. Явная конечно-разностная методика расщепления по физическим процессам......Page 81
2.4. Неявный конечно-разностный метод расщепления по функциям и координатным направлениям......Page 90
2.5. Методы построения адаптивных сеток......Page 103
3.1. Сильная стадия взрыва без учета излучения......Page 133
3.2. Сильная стадия взрыва с учетом излучения или притока энергии на фронте ударной волны......Page 137
3.3. Сильная стадия взрыва с учетом излучения во всей возмущенной области (модельные задачи)......Page 148
3.4. Высотный взрыв с высвечиванием......Page 156
3.5. Фаза взрыва при умеренных значениях давления на фронте ударной волны......Page 161
4.1. Отражение сферической взрывной волны от земной поверхности......Page 179
4.2. Дифракция сферической ударной волны на плоскости при наличии на ней слоя нагретого газа......Page 188
4.3. Обращенное каховское отражение при сферическом взрыве над плоской поверхностью......Page 197
4.4. Дифракция сферической ударной волны на плоскости при наличии над ней слоя нaгpeтoгo газа......Page 202
5.1. Упрощенные модели термиков и торондальных вихрей......Page 210
5.2. Модели конвективных и динамических вихревых колец в приближении несжимаемой жидкости......Page 230
5.3. Модель термика в приближении сжимаемой вязкой жидкости......Page 237
5.4. Модель турбулентного термика в рамках k-е теории......Page 242
5.5. Моделирование приповерхностных термиков. Эффект присутствия подстилающей поверхности......Page 249
5.6. Дрейф термиков в стратифицированных воздушных потоках......Page 260
6.1 Прохождение через термик плоской ударной волны......Page 273
6.2. Взаимодействие термика с волной взрывного профиля......Page 280
6.3. Лобовое столкновение сферических ударных волн при парном взрыве в атмосфере......Page 287
6.4. Эффекты кумуляции при фокусировке сходящихся ударных волн, инициированных лазерными взрывами......Page 295
Глава 7. Пары, ансамбли термиков и вихревых колец......Page 301
7.1. Подъем двух коаксиальных термиков в вязкой сжимаемой среде......Page 302
7.2. Подъем пары термиков, разнесенных в пространстве по горизонтали......Page 312
7.3. Подъем системы трех коаксиальных термиков в вязкой сжимаемой атмосфере......Page 322
7.4. Подъем группы четырех приземных термиков в атмосфере......Page 326
7.5. Подъем конгломерата из семи приземных термиков в атмосфере......Page 333
7.6. Подъем бесконечной системы правильно расположенных приземных термиков......Page 341
7.7. Движение тандема соосных вихревых колец в несжимаемой среде......Page 353
7.8. Движение цугов тонких вихревых колец в идеальной жидкости......Page 367
Глава 8. Численное моделирование природных и антропогенных катастроф, инициирующих в атмосфере крупномасштабные вихревые течения......Page 377
8.1. Катастрофические взрывы и пожары......Page 378
8.2. Вулканические извержения большой мощности......Page 397
8.3. Природные атмосферные вихри большой интенсивности......Page 407
Глава 9. Гидродинамическая неустойчивость......Page 423
9.1. Различные гидродинамические неустойчивости и сопутствующие им эффекты......Page 424
9.2. Неустойчивости и турбулентность......Page 437
