http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/4742 2026-04-12T19:53:53Z 2026-04-12T19:53:53Z Лукьянов, П.В. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/4763 2009-12-23T10:01:07Z 2006-01-01T00:00:00Z

Диффузия вихря в слое устойчиво стратифицированной жидкости Лукьянов, П.В. Статья содержит аналитическое pешение задачи турбулентной диффузии квазигоризонтального изолированного осесимметpичного вихpя. Квазигоризонтальность обуславливает малость вертикальной компоненты скорости, а медленное изменение во времени - малость радиальной компоненты. Случаи, где это предположение нарушается, оговариваются в разделе о вторичных течениях. На основании сделанных допущений задача сводится к одному линейному уравнению диффузии для вертикальной компоненты завихренности с различными вертикальной и горизонтальной диффузией. Вертикальная диффузия полагается приближенно постоянной [1], что типично только для устойчивой стратифицикации. Горизонтальная диффузия вычисляется по закону"четырех третей" Ричардсона, приближенно выполняющемуся для горизонтальных масштабов вихрей в диапазоне 10-1000 м [2, 3]. Гpаничные условия задачи стандартные. Граничные условия на свободной поверхности можно формулировать на поверхности невозмущенного слоя жидкости, так как показано, что величина искривления свободной поверхности мала по сравнению с глубиной слоя. Для моделирования начального распределения завихренности, по вертикальной координате используется специальное распределение, которое позволяет строго удовлетворить граничные условия и задавать в начальный момент вихрь различной толщины и расположения. По радиальной координате используется распределение в виде изолированного гауссиана [4-6]. Полное решение линейной задачи позволяет выделить процесс горизонтальной диффузии, для которого найдено автомодельное решение. Оно, для данного радиального распределения, соответствует условию сохранения третьего момента завихренности. Показано, что линейная модель справедлива, если число Фруда значительно меньше 1.; Стаття мiстить аналiтичний розв'язок задачi турбулентної дифузiї квазiгоризонтального iзольованого вiсесиметричного вихора. Квазiгоризонтальнiсть обумовлює малiсть вертикальної компоненти швидкостi, а повiльний рух у часi - малiсть радiальної компоненти. Ситуацiї, коли це припущення порушується, обговеренi у роздiлi про другоряднi течiї. На пiдставi зроблених припущень задача зводиться до одного лiнiйного рiвняння дифузiї для вертикальной компоненти завихренностi з рiзними горизонтальною та вертикальною дифузiями. Вертикальна дифузiя вважається наближенно сталою [1], що є типовим для стiйкої стратифiкацiї. Горизонтальна дифузiя рахується за законом "чотирьох третин'' Рiчардсона, що наближенно виконується для горизонтальних масштабiв вихорiв у дiапазонi 10-1000 м [2, 3]. Граничнi умови задачi стандартнi. Граничнi умови на вiльнiй поверхнi можна формулювати на поверхнi незбуреного шара рiдини, так як показано, що величина викривлення вiльної поверхнi є дуже малою у порiвняннi iз товщiною шару рiдини. За радiальною координатою використовується розподiл у виглядi iзольованого гауссiану [4-6]. Повний розв'язок лiнiйної задачи дозволяє вiдокремити процес горизонтальної дифузiї, для якого знайдено автомодельний розв'язок. Вiн, для даного радiального розподiлу, вiдповiдає умовi збереження третього моменту завихреностi. Показано, що лiнiйна модель справедлива, якщо число Фруда значно менше за 1.; This paper contains analytical solution for turbulent diffusion of an axisymmetric quasihorizontal isolated vortex. Quasihorizontality means small vertical velocities, and slow changing in time means also small radial velocities. The situations when these restrictions are broken are discussed in the section on secondary flows. On the base of made assumptions, the problem is reduced to an linear diffusion equation for vertical component of vorticity. The horizontal and vertical diffusions are different. The vertical diffusion is considered to be constant [1] that is only typical for stable stratification. Horizontal diffusion is calculated by Richardson Low of "four thirds'' that is approximately true for vortex scales range from 10 to 1000 m [2, 3]. The problem's boundary conditions are typical. The deformation of free surface for the problem is negligible in comparison with the thickness of the layer. So boundary conditions at free surface may be formulated at the surface of still fluid. For simulation of initial vorticity distribution on vertical coordinate, the special distribution that strictly meets boundary conditions is used. This distribution also affords to set vortex of various thickness and positions in the layer. On radial coordinate the distribution is taken as isolated Gaussian [4-6]. The solution of the linear problem affords splitting into two ones that correspond to horizontal and vertical diffusion processes. For the horizontal diffusion, the self-similar solution has been found. For certain radial distribution, this solution corresponds to conservation of vorticity third momentum. It is shown that linear model is valid when Froud number is significantly less than 1.

2006-01-01T00:00:00Z Загородников, А.А. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/4762 2009-12-23T10:01:06Z 2006-01-01T00:00:00Z

Управление потоками ветровых волн в прибрежной зоне для снижения ущерба от штормов Загородников, А.А. Рассмотрено влияние естественных или искусственных неоднородностей рельефа дна на условия распространения ветровых волн, их фокусировку, дефокусировку и изменения направления. По аналогии с оптическими элементами они названы морскими призмами и линзами. Показано практическое значение возможности управления волновыми потоками. Даны рекомендации о повышении штормоустойчивости морских платформ.; Розглянуто вплив природних або штучних неоднорiдностей рельєфу дна на умови поширення вiтрових хвиль, їхнє фокусування, дефокусування й змiни напрямку. За аналогiєю з оптичними елементами вони названi морськими призмами й лiнзами. Показано практичне значення можливостi керування хвильовими потоками. Дано рекомендацiї про пiдвищення штормостiйкостi морських платформ.; Influence natural or artificial heterogeneity of a relief of a bottom on conditions of distribution of wind waves, their focusing, defocusing and changes of a direction is considered. By analogy to optical elements they are named by sea prisms and lenses. Practical value of an opportunity of management is shown by wave streams. Recommendations for increase of stability of sea platforms by storm are given.

2006-01-01T00:00:00Z Горбань, В.О. Маcюк, С.В. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/4761 2009-12-23T10:01:05Z 2006-01-01T00:00:00Z

Чисельне моделювання гiдродинамiчної взаємодiї тiл, що рухаються в рiдинi Горбань, В.О.; Маcюк, С.В. В работе развивается метод граничных интегральных элементов для решения задач определения параметров потенциальных полей, генерированных при движении нескольких тел в безграничной жидкости или одного тела в ограниченной области. Построен численный алгоритм, использующий аппроксимацию поверхности трехмерного тела системой треугольных элементов. Проведена апробация алгоритма, сравнение с известными результатами и экспериментальными данными. Получены зависимости коэффициентов присоединенных масс для трехосного эллипсоида, движущегося в трапецевидном канале, от параметров эллипсоида и канала. Проведены расчеты гидродинамических сил и моментов, возникающих при движении двух эллипсоидов с различными скоростями.; У роботi розвивається метод граничних iнтегральних елементiв для розв'язання задач визначення параметрiв потенцiйних полiв, генерованих при руховi декiлькох тiл у безмежнiй рiдинi або одного тiла в обмеженiй областi. Побудовано чисельний алгоритм, що використовує апроксимацiю поверхнi тривимiрного тiла системою трикутних елементiв. Проведена апробацiя алгоритму, порiвняння з вiдомими розв'язками та експериментальними даними. Одержанi залежностi коефiцiєнтiв приєднаних мас для тривiсного елiпсоїда, що рухається в трапецевидному каналi, вiд параметрiв елiпсоїда та каналу. Проведенi розрахунки гiдродинамiчних сил i моментiв, що виникають при руховi двох елiпсоїдiв з рiзними швидкостями.; A method of boundary integral elements is developed to obtain parameters of the potential fields generated when either two bodies move in an unbounded region or a body moves in the region with a complex boundary. The numerical algorithm that uses approximation of 3-D body surface with a system of triangular elements is constructed. Approbation of the algorithm and comparison of the present results with known numerical and experimental data are carried out. Added mass coefficients of triaxial ellipsoid that moves in the trapezoidal channel are obtained against different parameters of both the ellipsoid and the channel. Hydrodynamics forces and moments acting on the system of two ellipsoids moving with different velocities are calculated.

2006-01-01T00:00:00Z Воскобойник, А.А. Воскобойник, А.В. Воскобойник, В.А. Марченко, А.Г. Никишов, В.И. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/4760 2009-12-23T10:01:04Z 2006-01-01T00:00:00Z

Локальный размыв грунта при взаимодействии мостовых опор, находящихся в следе друг за другом Воскобойник, А.А.; Воскобойник, А.В.; Воскобойник, В.А.; Марченко, А.Г.; Никишов, В.И. Представлены результаты экспериментальных исследований формирования и развития локальных размывов грунта вблизи мостовых опор. Показано влияние расположения двух мостовых переходов, которые находятся в следе друг за другом, на физику процесса формирования размыва грунта. Перед призматической опорой размыв обусловлен взаимодействием с грунтом подковообразных вихревых структур, ниспадающим течением вдоль фронтальной поверхности опоры и боковыми вихревыми системами, которые зарождаются при отрыве набегающего потока с передних граней призматической опоры. Перед многотрубчатой опорой в виде ростверка размыв грунта связан с действием подковообразной вихревой системы, огибающей ростверк как единое целое, подковообразных вихрей, которые зарождаются возле каждой из цилиндрических опор ростверка, и струеобразного течения, которое возникает между передними опорами ростверка. При взаимном расположении двух мостовых переходов, находящихся в следе друг за другом, локальный размыв грунта перед призматической опорой старого моста возрастает при сверхкритических скоростях потока на мелкой воде и уменьшается при докритических скоростях на глубокой воде.; Наведено результати експериментальних дослiджень формування та розвитку локальних розмивiв грунту поблизу мостових опор. Показаний вплив розташування двох мостових переходiв, якi знаходяться в слiдi один за одним, на фiзику процесу формування розмиву грунту. Перед призматичною опорою розмив обумовлений взаємодiєю з грунтом пiдковоподiбних вихрoвих структур, течiєю, яка спрямована до низу, вздовж фронтальної поверхнi опори та боковими вихрoвими системами, якi зароджуються при вiдривi набiгаючого струменя з переднiх граней призматичної опори. Перед багатотрубчатою опорою в виглядi ростверку розмив грунту обумовлений дiєю пiдковоподiбної вихрoвої системи, яка огинає ростверк як одне цiле, пiдковоподiбних вихорiв, що зароджуються бiля кожної iз цилiндричних опор ростверку, та струмоподiбної течiї, яка виникає мiж переднiми опорами ростверку. При взаємному розташуваннi двох мостових переходiв, якi знаходяться в слiдi один за одним, локальний розмив грунту перед призматичною опорою старого мосту збiльшується при надкритичних швидкостях мiлкого потоку та зменшується при докритичних швидкостях, коли вода глибока.; The results of the experimental investigations of local bed scour formation and development around bridge piers are reported. Influence of an arrangement of two bridges which are found in the wake one after another, on physics of the bed scour formation is shown. The scour before prismatic pier is caused by the bed interaction of the horseshoe vortical structures, the downflow along a frontal pier surface and lateral vortical systems which are arised at a separation of the incident flow with the forward edges of the prismatic pier. The bed scour before the multitubular pier in the form of grillage is connected by action of the horseshoe vortical system which is bending around grillage as a single whole, of the horseshoe eddies which are arised near each of the cylindrical pier of the grillage and jet-stream which is arised between forward piers of the grillage. The local bed scour before prismatic pier of the old bridge is increased at the supercritical flow velocities on the fine water and it's decreased at subcritical flow velocities on deep water at a positional relationship of two bridges locating in the wake one after another.

2006-01-01T00:00:00Z