О возможности численного моделирования некоторых задач вихревой динамики в проблеме генерации звука турбулентностью

Рассмотрены колебания некоторых вихревых течений, характеризующихся наличием конкурирующих механизмов акустической неустойчивости и майлсовской диссипации, баланс которых существенно меняется при малом изменении среднего течения. При численном моделировании таких течений среднее течение может трансформироваться за счет диссипативных свойств расчётной схемы, и баланс между двумя физическими механизмами, ответственными за генерацию звука, может быть нарушен (неустойчивое течение станет диссипативным или наоборот). В то же время, для рассматриваемых течений имеются теоретические результаты, что делает их эффективными тестовыми моделями для верификации численных методов.
Ранее с помощью малодиссипативного метода Кабаре было успешно проведено численное моделирование неустойчивости колебаний простейшего 2D течения такого типа, однако вопрос о нелинейном развитии неустойчивости остался открытым. Для более сложных 3D течений (например, турбулентное вихревое кольцо), проблема численного моделирования колебаний, правильно учитывающего баланс описанных механизмов, остается нерешенной даже на малых временах.
Обсуждается иерархия модельных задач, на примере которых могут быть рассмотрены важные проблемы, возникающие при численном моделировании генерации шума турбулентными потоками, в том числе в задачах, имеющих технологический интерес.