Устойчивость и турбулентность течений термовязкой жидкости

Цель: теоретическое исследование характеристик устойчивости, а также процессов турбулентного смешения в сдвиговых течениях термовязкой жидкости (ТВЖ). Показано, что для ТВЖ с экспоненциальной зависимостью вязкости от температуры существует безразмерный параметр α, определяющий форму профиля скорости в установившемся течении, и выявлена возможность изменения его выпуклости, связанная с появлением точки перегиба, длины установления этого профиля и области его устойчивости по отношению к бесконечно малым возмущениям. В области значений |α|, соответствующих диапазону существования точки перегиба, происходит расширение зоны неустойчивости в сторону физически малых чисел Рейнольдса Re и коротковолновых возмущений. Развитие процесса смешения в слоистом течении ТВЖ определяется безразмерным параметром k_t = Re/R_ν, где R_ν - отношение вязкостей слоев; если k_t превышает некоторое критическое значение, то процесс смешения полностью подавляется. Основные асимптотики указанного процесса согласуются с результатами теории пограничного слоя. Крупномасштабное смешение в течении ТВЖ в плоском канале под воздействием гармонических возмущений развивается наиболее интенсивно в окрестности точки перегиба профиля скорости невозмущенного течения и пространственно отделено от других областей течения. Установлено, что эволюция течения в слабосжимаемой ТВЖ в трехмерном периодическом слое зависит от интенсивности налагаемых хаотических возмущений и среднемассового числа Re; при малых Re происходит перестройка течения с исчезновением точки перегиба и увеличением расходных характеристик, а в случае больших Re - резкая турбулизация течения с возникновением сильной очаговой турбулентности, сохраняющейся на длительных временах эволюции течения.