Уравнение для корреляционной функции как основа для расчетов турбулентных течений

В.А. Фрост (ИПМех РАН)

Рассматриваются возможности использования уравнения для корреляционной функции (УКФ) для уточнения описания турбулентных потоков. УКФ позволяет определять диссипацию турбулентного поля и, являясь нелокальной характеристикой, учесть влияние неоднородности среднего поля скорости, проявляющееся как растяжение и вращение изучаемого поля. Для случая постоянной плотности найдено замыкание УКФ для пассивного скаляра, позволяющее конкретизировать требования к сведениям о турбулентном поле скорости, необходимым для проведения расчетов. Для однородных условий доказана статистическая корректность найденного замыкания. УКФ для пассивного скаляра содержит конкретное значение коэффициента молекулярного переноса, что позволяет использовать его для анализа сложных случаев турбулентного горения.

В качестве примера рассматривается перенос пассивной примеси в плоском канале. Для определения среднего поля скаляра используется уравнение, в котором средняя скорость химических превращений определяется восстановлением плотности распределения вероятности скаляра. Получено распределение скалярной диссипации и средней скорости химической реакции. Сравнивается влияние разных механизмов (структуры среднего поля и химических реакций), влияющих на скалярную диссипацию. Рассчитан процесс формирования зоны реакции.

Обсуждается возможность уточнения модели.

Анализируется опыт проведения расчетов с использованием существующих пакетов и библиотек подпрограмм.