Образование крупномасштабных структур в зазоре между вращающимися цилиндрами (задача Рэлея–Зельдовича)

Развивается и иллюстрируется методология прямого численного моделирования турбулентности, изложенная в книге О. М. Белоцерковского и A. M. Опарина. Методология основана на “рациональных” аппроксимациях интегральных законов сохранения и принципиально не использует каких-либо полуэмпирических моделей и констант, связанных с сетками и схемами. Рассматривается сдвиговое течение в зазоре между двумя коаксиальными вращающимися цилиндрами. Варьируются скорости вращения цилиндров. Образующиеся в ходе эволюции из неустойчивой начальной конфигурации крупномасштабные структуры достаточно консервативны по характерным масштабам. Профиль течения формируется через крупномасштабные структуры и не зависит от численной вязкости. Кинетическая энергия турбулентного движения связана в основном с крупными масштабами. Высокочастотная часть спектра генерируется при нелинейном взаимодействии крупномасштабных структур между собой и со стенками цилиндров и слабо зависит от численной диссипации, что видно из сохранения энтропии в процессе расчетов. Библ. 11. Фиг. 12.