Аннотация:
Переход от ламинарного течения к турбулентному рассматривается на основе точного уравнения для осредненной скорости и приближенного нелинейного уравнения для напряжения Рейнольдса $\tau$. Стационарное состояние может быть определено из условия минимума функционала, который аналогичен функционалу Ландау в теории фазовых переходов. Роль параметра играет напряжение Рейнольдса. Доказано, что нетривиальное решение для $\tau$, соответствующее стационарному турбулентному режиму, существует лишь для чисел Рейнольдса $R$, превосходящих некоторое критическое значение $R_\mathrm{cr}$. Результаты численного расчета профиля осредненной скорости, коэффициента сопротивления и напряжения Рейнольдса в широком диапазоне значений $R$ хорошо согласуются с экспериментальными данными для течения в канале.
Образец цитирования:
Д. Н. Зубарев, В. Г. Морозов, О. В. Трошкин, “Турбулентность как неравновесный фазовый переход”, ТМФ, 92:2 (1992), 293–311; Theoret. and Math. Phys., 92:2 (1992), 896–908
Yunlei Wang, Jiu Hui Wu, Lushuai Xu, Zhuo Zhou, “Quantitative analysis method for laminar-turbulence transition process of mechanical seal by a catastrophic model”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 235:23 (2021), 7273
Mauro Fabrizio, “Turbulence phenomena for viscous fluids: Vortices and instability”, Applied Mathematics and Computation, 376 (2020), 125094
О. В. Трошкин, С. А. Козлов, С. В. Фортова, В. В. Шепелев, И. В. Ериклинцев, “Бифуркационная модель ламинарно-турбулентного перехода в пристеночном слое”, Матем. моделирование, 31:1 (2019), 114–126; O. V. Troshkin, S. A. Kozlov, S. V. Fortova, V. V. Shepelev, I. V. Eriklintsev, “Bifurcation model of the laminar-turbulent transition near a flat wall”, Math. Models Comput. Simul., 11:5 (2019), 722–730
Hlushak P. Tokarchuk M., “Chain of Kinetic Equations For the Distribution Functions of Particles in Simple Liquid Taking Into Account Nonlinear Hydrodynamic Fluctuations”, Physica A, 443 (2016), 231–245
И. В. Ериклинцев, С. А. Козлов, “Бифуркационная модель ламинарно-турбулентного перехода в простых течениях”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 55:3 (2015), 523–529; I. V. Eriklintsev, S. A. Kozlov, “Bifurcation model of the laminar-turbulent transition in simple flows”, Comput. Math. Math. Phys., 55:3 (2015), 519–525
О. М. Белоцерковский, А. В. Конюхов, А. М. Опарин, О. В. Трошкин, С. В. Фортова, “О структурировании хаоса”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 51:2 (2011), 237–250; O. M. Belotserkovskii, A. V. Konyukhov, A. M. Oparin, O. V. Troshkin, S. V. Fortova, “Structurization of chaos”, Comput. Math. Math. Phys., 51:2 (2011), 222–234
S. A. Ktitorov, “Self-consistent theory of turbulence”, Tech. Phys. Lett., 33:8 (2007), 699
A. G. Bashkirov, A. V. Vityazev, “Renyi entropy and power-law distributions in natural and human sciences”, Dokl. Phys., 52:2 (2007), 71
А. Г. Башкиров, “Энтропия Реньи как статистическая энтропия для сложных систем”, ТМФ, 149:2 (2006), 299–317; A. G. Bashkirov, “Renyi entropy as a statistical entropy for complex systems”, Theoret. and Math. Phys., 149:2 (2006), 1559–1573
A. G. Bashkirov, Studies in Fuzziness and Soft Computing, 206, Chaos, Nonlinearity, Complexity, 2006, 114