ИСТИНА

Наиболее распространенной гипотезой о физическом механизме перехода к трехмерности в следе за цилиндром является гипотеза об эллиптической неустойчивости вихрей [C.H.K. Williamson, J. Fluid Mech., 1996; T. Leweke, C.H.K. Williamson, Eur. J. Mech. - BFluids, 1998; M.C. Thompson, T. Leweke, C.H.K. Williamson, J. Fluids Struct., 2001]. Эта гипотеза основывается на сходстве трехмерного течения в формирующихся и оторвавшихся вихрях с идеализированным течением, возникающим при трехмерной неустойчивости неограниченного течения с эллиптическими линиями тока [M.J. Landman, P.G. Saffman, Phys. Fluids, 1987]. Однако нет подтверждений того, что именно этот механизм вызывает трехмерную неустойчивость при превышении критического числа Рейнольдса. Кроме того, из результатов [D. Barkley, Phys. Rev. E, 2005] следует, что при изучении процесса формирования трехмерных вихрей в ближнем следе за цилиндром необходимо учитывать течение в гиперболической области (скорость деформации жидких частиц больше их скорости вращения), в которой происходит интенсивный рост трехмерных возмущений. В настоящей работе изучается начальная стадия развития крупно- (мода A) и мелкомасштабных (мода B) трехмерных структур в ближнем следе за цилиндром. Описание их развития проведено путем анализа влияния трех механизмов – деформации вихревых линий основным течением, деформации вихревых линий основного течения, диффузии вихрей за счет вязкости. Для построения полей, определяющих эти механизмы, использовались результаты численного решения двух- и трехмерных начально-краевых задач для уравнений Навье-Стокса. Выделены области роста и затухания возмущений, соответствующих модам A и B, а также моменты времени и области их наиболее интенсивного роста. При выполнении работы использовались ресурсы суперкомпьютерного комплекса МГУ им. М.В. Ломоносова. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №15-01-05186).