Численное исследование разрешения неустойчивости Кельвина–Гельмгольца в русловом потоке с поймой

Рассматриваются модельные течения в речном русле и пойме с различными скоростями. Тангенциальный разрыв скорости обусловливает развитие неустойчивости, связываемой с именами Кельвина, Гельмгольца. Сформулирована математическая постановка задачи исследования неустойчивости на основе двумерных плановых уравнений гидродинамики турбулентных течений. Проведено теоретическое исследование спектра линейных нормальных мод и получены характерные масштабы неустойчивых волн. При построении численной модели используется конечно-разностная сетка высокого пространственного разрешения, обеспечивающая возможность прямого описания крупных вихрей в поле турбулентности, генерируемых на линии раздела. Проводится анализ энергетических преобразований в системе “русло-пойма”, показана возможность реализации явлений противоградиентного переноса, известных как феномен “отрицательной вязкости”.