Спиральные вихревые структуры в круглых струях

В представленном проекте мы исследуем турбулентную закрученную струю несжимаемой жидкости, истекающую из полубесконечной трубы, которая вращается вокруг своей оси, в неограниченное пространство, затопленное той же жидкостью. Число Рейнольдса, построенное по среднерасходной скорости в трубе и диаметру трубы, равно 5300. При предварительном численном расчете и последующем анализе методом Proper Orthogonal Decomposition (POD) полей мгновенной скорости незакрученной струи коллектив получил важный фундаментальный научный результат. Были обнаружены когерентные вихревые структуры спиральной пространственной формы, вращающиеся вокруг оси симметрии с различными угловыми скоростями. Суперпозиция большого числа этих структур определяет динамику потока. В ходе выполнения проекта будут детально проанализированы характеристики спиральных вихревых структур из данных прямого численного моделирования, моделирования методом крупных вихрей и экспериментальных данных, полученных совместно с экспериментаторами из ИТ СО РАН и ИТПМ СО РАН. Кроме того, большой частью проекта является изучение влияния интенсивности закрутки потока на характеристики и динамику спиральных вихревых структур.