Численное исследование сферических течений Куэтта при небольших числах Рейнольдса в случаях некоторых, зависящих от зенитного угла вращений граничных сфер
Аннотация:
При использовании разработанного ранее первым и третьим авторами численного метода с расщеплением граничных условий решения стационарной первой краевой задачи для системы Навье–Стокса в шаровых слоях в осесимметричном случае при небольших числах Рейнольдса и соответствующего программного комплекса проведено исследование стационарных течений вязкой несжимаемой жидкости между двумя концентрическими сферами для некоторых режимов, зависящих от зенитного угла $\theta$ соосных вращений (допускающих разрывы) граничных сфер. Проведено изучение обеспечиваемых методом порядков точности по шагу сетки численных решений (для скорости, давления и функции тока в меридиональной плоскости) в нормах максимума модуля и пространства $L_2$ в случае, когда граничные данные для скорости терпят разрывы I рода, а также при некоторых процедурах сглаживания таких разрывов. При этом исследованы возможности экстраполяционной процедуры Ричардсона для повышения порядков точности. Получены также оценки ошибки. Высокая точность численных решений позволяет детально изучить некоторые особенности таких течений, которые, по-видимому, не изучались. Обнаружен ряд интересных явлений у течений вязкой жидкости в рассматриваемых случаях. Библ. 10.
Ключевые слова:вязкая несжимаемая жидкость; стационарные сферические течения Куэтта; вращения граничных сфер, зависящие от зенитного угла; разрывные граничные данные; итерационный метод с расщеплением граничных условий; численные исследования; порядки точности; траектории частиц жидкости.