ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВО СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ПРИБЛИЖЕНИИ ТОНКОГО СЛОЯ

Авторы
Воробьев О.П.(1,2)
Петросян А.С.(1,2)
Организации
(1) Национальный исследовательский университет Московский физико-технический
институт
(2) Институт космических исследований РАН
Сессия
Теория и моделирование физических процессов
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН
Научный руководитель
Петросян Аракел Саркисович
Текст тезисов
Моделирование устойчиво стратифицированных турбулентных течений играет существенную роль в понимании различных астрофизических и геофизических процессов. Такие течения существуют в атмосферах экзопланет или внутренних слоях звезд – например, в солнечном тахоклине. Динамика течения в условиях устойчивой стратификации описывается с использованием уравнений гидродинамики в приближении Буссинеска. Рассматривается тонкий сферический слой жидкости в трехмерной системе с вращением. Для численного моделирования турбулентности используется спектральный метод, в основе которого лежит разложение поля по сферическим функциям. Производные по радиусу получены с помощью разложения по полиномам Чебышева. Дискретизация по времени достигается с помощью смешанной полунеявной схемы: для линейных членов применяется неявная схема Кранка-Николсона, для нелинейных используется явный метод Адамса-Башфорта. Для реализации метода разработан оригинальный код в программной среде MATLAB. Все расчеты выполнены на сетке с разрешением 256x128x90 по широте, долготе и радиусу соответственно. Обсуждаются результаты моделирования трехмерной затухающей турбулентности, исследовано влияние вращения на устойчиво стратифицированные турбулентные течения.