Моделирование крупных вихревых структур в осесимметричных струйных течениях

Проводится численное исследование зарождения и развития неустойчивости на границе осесимметричного струйного течения. Исследуемое течение представляет собой однородный вдоль оси симметрии бесконечный поток с характерным для струйных течений распределением скорости в радиальном направлении. Применяется метод линейного анализа устойчивости нормальных гармоник, который показывает существование неустойчивых мод. Получены их количественные характеристики – фактор роста и фазовая частота – в зависимости от параметров модели, задающих режим струйного течения. Показано наличие доминантной моды, отвечающей определенному значению продольного волнового числа. Проводится прямое численное моделирование нелинейной фазы развития осесимметричной моды, с помощью которого объясняются основные механизмы перехода поступательного движения в струе в сложное вихревое с образованием крупного тороидального вихря.